| Головна » Географія |
Мета уроку: - узагальнити й систематизувати знання учнів про виробництво електроенергії на електростанціях різних типів; - показати учням зв’язок енергетики та екологiї, їхню взаємодiю, шляхи полiпшенню стану енергетики на глобальному та мiсцевому рівнях; - продовжити виховувати економічне і екологічне мислення, формувати сучасне ставлення учня до енергозбереження; - формувати вміння працювати з науковою літературою, довідниками, статистичними матеріалами, тематичною картою та картами атласу; - формувати навички колективної праці в поєднанні з індивідуальною, вміння аналізувати матеріал й робити самостійні висновки; - виховувати любов до рiдного краю, прагнення берегти навколишнє середовище. Тип уроку: урок узагальнення та систематизації знань. Обладнання: плакати з схематичним зображенням різних типів електростанцій, настінна економічна карта України, нумеровані кольорові картки (голубі - ГЕС, чорні - АЕС, червоні - ТЕС), таблиці для порівняльної характеристики різних типів електростанцій, таблиця: “Основні забруднювачі навколишнього середовища, які впливають на здоров’я людей”, “Переваги та недоліки нетрадиційних джерел енергії”, атласи. Примітка Клас поділяється на групи, що отримують домашнє завдання підготувати матеріал про: група - будову та принцип дії АЕС 2 група – будову та принцип дії ТЕС 3 група – будову та принцип дії ГЕС 4 група – будова та принцип дії альтернативних електростанцій. Під час доповіді учні різних груп вивішують на дошці плакати із схематичним зображенням електростанції, того типу яких вони підготували, та помічають на географічній карті України картками різного кольору місця їх розташування. ХІД УРОКУ I. Організаційний момент. Перевірка присутності учнів, їх підготовки до уроку, організація уваги учнів, психологічний настрій на роботу. II. Мотивація навчальної діяльності учнів. Немов собі на злість, Ми Землю кривдим дуже. Злелій її. Омий, очисть, Мій добрий юний друже! Енергія- це сила, яка керує життям. Постійний потік енергії створює і гарантує життя на Землі. Енергія необхідна для забезпечення функціонування будь-якої істоти чи держави. На Україні 43% всієї електроенергії виробляють на АЕС, 47% - на ТЕС, 9% - на ГЕС і на інших видах електростанцій виробляється приблизно 1% електроенергії. Але неефективне використання електричної енергії є головною причиною існуючих на Землі екологічних проблем. Поліпшення способів енергоспоживання дозволить зробити важливий крок до кращого життя на нашій планеті. І тема нашого уроку “Енергетика України та проблеми енергозбереження ”. ІІІ. Узагальнення і систематизація знань. 1. Робота з таблицею 1 “Основні забруднювачі навколишнього середовища, які впливають на здоров’я людей”. Таблиця 1 - Які забруднювачі навколишнього середовища є найбільш небезпечними? Чому? 2. Учитель: На цьому етапі уроку ми працюємо таким чином. На попередньому уроці кожна група отримала домашнє завдання: підготувати повідомлення про певний тип електростанцій за такою схемою: 1 група - будову та принцип дії АЕС; 2 група – будову та принцип дії ТЕС; 3 група – будову та принцип дії ГЕС; 4 група – будова та принцип дії альтернативних електростанцій. Представник кожної групи робить коротеньку доповідь по своїй темі. Всі інші слухають і заповнюють таблицю 2. Таблиця 2 - Розповідь учня першої групи Основа атомної енергетики - атомні електростанції, які перетворюють ядерну енергію в електричну. АЕС використовують теплоту, що виділяється в ядерному реакторі внаслідок ланцюгової реакції поділу ядер важких елементів 235U, 238U, 239Pu. Потім теплова енергія перетворюється в електричну, як і на звичайних електростанціях. При кінцевому поділі 1г ізотопу урану чи плутонію вивільняється приблизно 22,5 МВт год. енергії, що рівноцінно енергії 2,8 т умовного палива. Принцип роботи АЕС: Ядерний реактор, захищений бетоном, містить циліндри(стержні), всередині яких знаходиться уран. Уранові стержні перебувають у воді, яка одночасно є і сповільнювачем, і теплоносієм. Вода перебуває під високим тиском і тому може бути нагріта до дуже високої температури. Така гаряча вода з верхньої частини активної зони реактора надходить трубопроводами в парогенератор (який також наповнений водою, що випаровується), охолоджується і повертається трубопроводом у реактор. Насичена пара з парогенератора через паропровід надходить у парову турбіну і після відпрацьовування повертається назад іншим паропроводом. Турбіна обертає електричний генератор, струм від якого надходить у розподільний пристрій, а потім - у зовнішнє електричне коло. Хід ланцюгової реакції контролюється стержнями з речовини, яка добре поглинає нейтрони. З часу введення першої атомної електростанції минуло вже понад 45 років. За цей час в техніці АЕС сталися великі зміни: різко зросли потужності ядерних реакторів, підвищилися техніко-економічні показники АЕС. Зараз для районів, віддалених від ресурсів хімічного палива, собівартість кіловат-години для АЕС менша ніж для теплових електростанцій. Запасів ядерного палива в енергетичному еквіваленті у сотні разів більше ніж органічного. АЕС практично не виділяють в атмосферу хімічних забруднень. Всі українські АЕС мають реактори ВВЕР (аналог реактора RWR , який широко використовується в західних країнах) і рівень їх безпеки відповідає міжнародним стандартам. Ядерна енергетика не збільшує концентрацію вуглекислого газу в атмосфері, не викликає кислотних дощів. Проте проблема атомних станцій не стає від цього менш небезпечною. Якщо припустити, що Чорнобильська аварія була останньою в світі, людство нікуди не дінеться від проблеми зберігання радіоактивних відходів. Виходячи з періоду напіврозпаду радіоактивних елементів, потрібні століття, щоб речовини з ядерного реактору стали безпечними. На жаль, на сьогодні нема навіть матеріалів здатних так довго зберігати ядерні відходи. Тобто людство не в змозі стовідсотково захистити себе від загрози підвищення радіаційного фону. Видобуток і переробка уранових руд також пов’язані з несприятливою екологічною дією. Серйозним недоліком атомної енергетики є радіоактивність використовуваного палива і продуктів його поділу. Це вимагає створення захисту від різного виду випромінювання, а це значно підвищує собівартість палива, що виробляється. - Розповідь учня другої групи На ТЕС енергія, що виділяється під час згоряння палива (вугілля, нафти, торфу, горючих сланців) за допомогою електрогенераторів, що приводяться в обертання паровими і газовими турбінами або двигунами внутрішнього згоряння, перетворюється в електричну енергію. Більшість сучасних потужних ТЕС є паротурбінними. В паровій турбіні нагріта (до 500-600°С) і стиснена (до2,4 107 Па) пара виходить із сопла. Об’єм пари зростає, а тиск відповідно падає, при цьому потенціальна енергія стиснутої пари перетворюється в кінетичну. Пара з значною швидкістю виходить із сопла, вдаряється в лопатки диска турбіни, закріпленого на валу і швидко обертає їх, при цьому кінетична енергія пари передається ротору турбіни. Вал турбіни жорстко зв’язаний з валом електрогенератора, і тому турбіна приводить в обертання ротор генератора, внаслідок чого і виробляється електроенергія. На ТЕС більша частина енергії палива втрачається разом із гарячою парою. Цю відпрацьовану на турбінах гарячу пароводяну суміш використовують для опалення житлових будинків, що підвищує ККД теплових електроцентралей до 70%. ККД ж ТЕС складає приблизно 40%. Перевага ТЕС полягає в тому, що вони можуть бути розміщені на будь-якій території, працюють практично на всіх видах мінерального палива і виробляють не лише електричну, а й внутрішню енергію (гарячу воду для опалення і водозабезпечення, пару для технічних потреб). Навіть при спалюванні природного газу, що не містить шкідливих речовин, у продуктах горіння є окис азоту, який в атмосфері перетворюється в шкідливий двоокис азоту. Сучасні ТЕС конденсаційного типу обладнуються дуже високими трубами (250-350 м) для розсіювання шкідливих домішок в атмосфері: сірчистий ангідрид, сірчаний ангідрид, оксиди азоту, частинки летючої золи та ін. Для золовловлення використовують мокрі скрубери та електрофільтри. Для уникнення викидів сполук сірки паливо попередньо очищають від неї, здійснюють його газифікацію та очистку димових газів. Під час згоряння палива в теплових двигунах виділяються шкідливі речовини, а також виділяється в атмосферу значна кількість теплоти. Щорічно у світі спалюється 5 млрд. т вугілля і 3,2 млрд. т нафти, це супроводжується викидом в атмосферу 2 1010 Дж теплоти. Запаси органічного палива на планеті розподілені нерівномірно, і за теперішніх темпів споживання вугілля вистачить на 150-200 років, нафти на 40-50 років, а газу - приблизно на 60 років. ТЕС, хоча і має сучасні системи очищення продуктів спалення, викидає за один рік в атмосферу за різними оцінками від 10 до 120 тис. тонн оксидів сульфуру, 2-210 тис. тонн оксидів нітрогену. Утворюється понад 300тис. тонн золи, яка містить близько 400 т токсичних металів. Таким чином до недоліків можна віднести: - Збільшення температури на планеті. Підвищення рівня вуглекислого газу в атмосфері у середині 21-го століття призведе до збільшення середньої температури майже на 6 градусів. Основною причиною є горіння природного палива, під час якого виділяється вуглекислий газ. - Кислотні дощі. Сірчистий ангідрид і окиси азоту, що виділяються під час згоряння природного палива, змішуючись із туманом, водою, чи снігом, перетворюються на отруйні для природи речовини. Такі отруйні тумани викликають обвуглення гілок і листів, що в свою чергу призводить до знищення лісів, дуже погано діє на людину і все живе, що є на планеті. - Турбіни ТЕС і водяну пару, яка відпрацювала в паровій турбіні, треба охолоджувати проточною водою. З цієї причини ТЕС доводиться будувати неподалеку від великих водойм. Спускання підігрітої води у водойми призводить до їх теплового забруднення і негативно впливає на екологічний стан. Перспективи виробництва електроенергії на ТЕС: - На ТЕС, що працюють на вугіллі і виділяють найбільшу кількість оксиду сірки в газах, пропускають ці гази крізь спеціальні прилади - скрубери, в яких сірка зв’язується вапном, тоді концентрація оксиду сірки суттєво зменшується. - У вуглепідвалах при збагачувальних фабриках знаходиться така маса вуглевмісних відходів, що їх можна вважати техногенними родовищами вугілля. Сучасні підходи до відходів вугільної промисловості може надати Україні додаткові, достатньо дешеві джерела енергії. - Крім того, не слід забувати про підземну газифікацію вугілля. Такий дослід був у довоєнний період у місті Горлівка. Сучасний досвід будування невеличких теплових станцій, що спалюють цей низькокалорійний газ, може додати Україні 30-50 МВт потужності на кожну станцію. - Розповідь учня третьої групи Великі ГЕС побудовані на крупних ріках України, мають сумарну потужність до 4700 МВт. Уперше людина використала енергію води за допомогою водяного колеса. У сучасній ГЕС вода із значною швидкістю спрямовується на лопаті турбін. Вода через захисну сітку і регульований затвор тече стальним трубопроводом до турбіни, над якою встановлено генератор. Механічна енергія води за допомогою турбіни передається генераторам, у яких перетворюється в електричну. Після виконання роботи, обертання турбіни, вода витікає в річку тунелем, що поступово розширюється. Затрати на будівництво ГЕС великі, але вони компенсуються тим, що не доводиться платити за джерело енергії – воду. Потужність сучасних ГЕС перевищує 100 МВт, а ККД становить 95%. Одним з принципів гідроелектробудування є максимальне використання гідроенергії річок. Згідно з цим принципом, на річках будуються не окремі ГЕС, а каскади таких станцій і створюються водосховища для регулювання річного стоку води. Стік більшості річок нерівномірний протягом року. Сучасні ГЕС будуються із таким розрахунком, щоб за їхньою допомогою комплексно розв’язувати задачі вироблення електроенергії, зрошення земель, водопостачання. Переваги ГЕС: - відсутність під час роботи витрат на паливо, внаслідок чого їхня енергія в 4-8 разів дешевша за електроенергію вироблену на ТЕС і АЕС; - гідроенергія річок відтворюється природно, а викопні енергоресурси не відновлюються. Недоліки ГЕС: - виробництво електроенергії залежить від погодних умов, під час посухи низькі водні ресурси можуть вплинути на кількість виробленої енергії; - будівництво гребель є причиною багатьох проблем: призводить до переселення мешканців, замулення водосховищ, виникнення водних суперечок між сусідніми країнами. Греблі перешкоджають міграції риб. Багатокаскадні ГЕС перетворюють річки на низку озер, де виникають болота. У цих річках гине риба, а навколо них змінюється мікроклімат. Перспективи – На малих річках України існує 27 тисяч ставків та водоймищ місцевого призначення, які за належного використання, мають потенційний енергоресурс близько 2400 МВт. На них можна побудувати ГЕС потужністю 5-250 кВт, 2300 малих та середніх ГЕС, що вироблятимуть близько 4 млрд.кВт г електрики за рік. Понад три чверті цих запасів припадає на річки Карпат. - Розповідь учня четвертої групи - Сонячна енергія. Усього за три дні Сонце посилає на Землю стільки енергії, скільки її знаходиться в усіх відомих запасах палива, а за 1 сек.-170млр. Дж. Більша частина цієї енергії розсіюється або поглинається атмосферою, і тільки третина її досягає земної поверхні. Вся енергія, що випромінюється Сонцем, більше тієї її частини, яку отримує Земля, в 5 млрд. раз. Але навіть така мала величина в 1600 разів більша енергії, яку дають всі інші джерела, разом узяті. Сонячна енергія - найбільш грандіозне, дешеве, але і найменш використовуємо людиною джерело енергії. Використання всього лише 0,0125% енергії Сонця дало б можливість задовольнити потреби світової енергетики. Але на жаль, тільки невеличка частка цієї енергії може бути використана. Одна з головних причин цієї ситуації - слабка густина сонячної енергії. Прості розрахунки показують, що якщо знімаєма з 1 м2 освітленої сонцем поверхні потужність в середньому складає 160 Вт, то для генерування 100 тис. кВт треба знімати енергію з площі в 1,6 км2 . Ні один з відомих зараз способів перетворення енергії не може забезпечити економічну ефективність такої трансформації. Недоліком є те, що колектори сонячного випромінювання повинні бути дуже великі. Умови України за надходженням сонячної енергії на 1 м2 поверхні є схожими з багатьма країнами Європи, в яких вживаються сонячні колектори. В Україні річне надходження сонячного випромінювання складає в середньому 3500-5200МДж/ м2. Звісно, в деяких районах такі показники значно вищі, а саме 4,99 ГДж/м2 у Сімферополі, 4,88 ГДж/м2 у Одесі, 4,44 ГДж/м2 у Донецьку, 4,12 ГДж/м2 у Києві, 3,89 ГДж/м2 у Сумах. - Вітроенергія. В Україні є багато місць, де можна використовувати вітрові електростанції. Найбільш удалими територіями для вітроенергії вважаються затока Азовського моря, Сиваш, де можна розмістити близько 135 МВт загальної потужності вітрових електростанцій, майже вся площа Азовського моря. Лише на Одеській банці можна розмістити енергоблоки потужністю 20 МВт. Сприятливими для вітроенергетики є також Донбас, де швидкість вітру сягає 5 і більше метрів за секунду. Вітрові енергоблоки можна розміщувати й у горах Карпат. Проте сильна турбулентність обмежує можливості поширення вітроенергетики у таких районах. Широкому застосуванню вітроенергетики перешкоджає її висока собівартість. За вітер платити не треба, але машини, що потрібні для того, щоб піймати і заставити працювати вітер, коштують дорого. Інша проблема, що виникає: надлишок енергії в вітряну погоду і нестача її в періоди безвітря. - Геотермальна енергія. Україна має значні джерела геотермальної енергії. Районами її знаходження є Крим, Закарпаття, Прикарпаття, Донецька, Запорізька, Луганська, Полтавська, Херсонська, Чернігівська та інші області. На свердловинах до 7 кілометрів завглибшки можна поставити геотермальні електростанції (ГТЕС) загальною потужністю до 250 млн.кВт. А на свердловинах до 4 кілометрів завглибшки можна також розмістити системи теплопостачання загальною потужністю до 1,2-1,5 млрд. кВт. Геотермальна енергія має такі переваги: -по-перше, її запаси невичерпні; -по-друге, геотермальна енергія доволі широко розповсюджена; -по-третє, використання геотермальної енергії не потребує значних витрат; -і останнє, геотермальна енергія в екологічному відношенню абсолютно чиста. Відходи рослинної біомаси в Україні складають щорічно 40 млн. тонн, що є еквівалентним 25-30 млрд. м3 газу на рік. Щорічні відходи тваринництва і птахівництва у нашій країні сягають 32 млн. тонн сухих відходів. Виробництво біогазу з органічних відходів дає можливість вирішувати одночасно три задачі: енергетичну, агрохімічну(отримання добрив) і екологічну. 3. Учитель: Ми отримали відповідь на питання: «Які ж існують шляхи енергозбереження?». Але це тільки один з шляхів яким може йти процес енергозбереження. Ви всі заповнили таблицю, де вказані переваги та недоліки того чи іншого способу виробництва електроенергії. Другий шлях, що допоможе зменшити витрати енергії - це зниження потреб енергії в тому устаткуванні й обладнанні, якими користуються підприємства та люди у побуті.По різним оцінкам до 40% усіх енергоносіїв, що використовуються в країні, витрачається нераціонально. Всім, хто хоче заощадити електроенергію слід ознайомитися з тим, які електроприлади витрачають більшу енергію, а які ж більш економні. Давайте розглянемо таблицю 3 (додаток А). 4. Рольова гра «Я - міністр екології» Учитель: Уявіть, що Ви міністр екології. Запропонуйте ваші шляхи вирішення проблеми енергозбереження і запропонуйте свої правила економії тепла.(Кожна група обговорює і висловлює свої думки) IV.Підсумок уроку. - Учитель: На жаль, сьогодні заходи енергозбереження використовуються недостатньо, суспільство не бере в цьому активну участь. Для вирішення проблеми потрібно заохотити населення, а також закликати молодь до вирішення проблем енергозбереження та використання альтернативних джерел енергії. Отже, в школі і вдома ми повинні вести себе так, щоб ефективно використовувати енергію. Економія ресурсів і енергії - реальний спосіб зменшити витрати і зберегти довкілля для наступних поколінь. І закінчити наш урок я хочу словами: «Мы вовсе не получили Землю в наследство от наших предков – мы всего лишь взяли её в долг у наших детей». Антуан Сент – Экзюпери. - Оцінювання учнів. V. Домашнє завдання - підготувати малюнки, рекламні щити з метою пропагування енергозбереження; - Заповнити таблицю 4 “Переваги та недоліки нетрадиційних джерел енергії” (додаток Б).
Схожі навчальні матеріали: | ||||||
| Всього коментарів: 0 | |