Создание элективного курса по физике "Альтернативная электроэнергетика" (стр. 9 из 10)
Температура Земли обычно достигает ста градусов на глубине 2–3 км. В районах вулканической активности термальные воды имеют высокую температуру и расположены гораздо ближе к поверхности, иногда выделяясь в виде перегретого пара, который можно использовать в турбине с электрогенератором. Считается, что при температуре выше ста градусов месторождение пригодно для строительства геотермальной электростанции, при более низкой температуре - для теплоснабжения. По использованию геотермальных электростанций в мире лидируют США, Филиппины и Мексика, а по использованию геотермального тепла - Китай, США и Исландия. В балансе производства электроэнергии и тепла из возобновляемых источников геотермальная энергия занимает 6–7%.
В отличие от энергии солнца и ветра геотермальную энергию можно использовать круглый год и по мере надобности. Обходится она, как правило, дешевле энергии от сжигания органического топлива. Однако высокотемпературных геотермальных ресурсов немного. В России они есть только на юге Камчатки, Курильских островах и Чукотке.
В нашей стране на Камчатке построены и работают две геотермальные электростанции – на реке Паужетке и на Паратунских источниках. Мощность Паужетской электростанции составляет 5 тыс. киловатт ив дальнейшем может быть доведена до 70 тыс. киловатт. В недалеком будущем войдут в строй геотермальные электростанции в районе Махачкалы и около Южно-Курильска. Кроме нашей страны, геотермальные электростанции имеются в Италии, Новой Зеландии, Мексике, Конго, США (Калифорния), Японии и Исландии. Общая мощность всех геотермальных электростанций мира превышает 700 тыс. киловатт.
Поскольку для получения электрической энергии на геотермальных электростанциях используется даровое тепло Земли, они вырабатывают более дешевую энергию, чем энергия тепловых, атомных и гидроэлектростанций. Если принять при этом во внимание и большие запасы геотермальной энергии в земной коре, можно утверждать, что геотермальной энергетике принадлежит большое будущее.
К сожалению, использование геотермальной энергии осложняется экологическими проблемами. Вода с больших глубин часто содержит фенолы и ядовитые окислы металлов. Такую воду после использования ее тепла приходится закачивать обратно в пласт, что требует дополнительных затрат. Экологические проблемы надеются решить с помощью полностью замкнутых систем с подземным теплообменником, в которых циркулирует легкокипящая жидкость.
Эффективны схемы отопления, использующие теплую (около 20 °С) термальную воду в сочетании с тепловыми насосами. Впрочем, тепловой насос иногда выгодно применять для отопления и в обычной местности, используя, например, тепло грунта, температура которого на глубине уже нескольких метров равна среднегодовой температуре на поверхности.
Самый популярный тепловой насос - обыкновенный холодильник. Он перекачивает тепло от холодной морозилки в теплую кухню, тратя на это электроэнергию. Если разобрать холодильник и закопать морозилку или просто выставить ее на улицу, а горячий задний радиатор оставить в доме, то им, в принципе, можно обогревать помещение. При определенных условиях на приведение в действие компрессора холодильника потребуется в несколько раз меньше электроэнергии, чем, если бы мы просто отапливали помещение электрическим нагревателем. Недостающее тепло насос возьмет от грунта, лишь бы температура грунта была выше, чем у морозилки.
Разумеется, обычный холодильник здесь непригоден. Но для той же цели серийно выпускаются схожие по сути устройства, которые тем эффективнее, чем меньше перепад температур между обогреваемым помещением и грунтом или другим источником тепла (водоемом, сточными водами, сбросами теплой воды или воздуха промышленных предприятий). Тепловые насосы - одна из перспективных энергосберегающих технологий, которая выгодна при наличии подходящих источников тепла, а также в районах, где обычное теплоснабжение затруднено или имеется избыток электроэнергии.
Приложение 2
Электронное сопровождение: входной и выходной тест
1)Диск с электронным сопровождением/ Приложение 2/ Тестирование/ Входной тест. htm
2) Диск с электронным сопровождением/ Приложение 2/ Тестирование/ Выходной тест. htm
Входной тест
Ответы
Инструкция: Из вариантов ответов только один правильный. За каждый правильный ответ - 1 балл.
1. Сопротивление проводника равно R=0,5 кОм напряжение на его концах составляет U=200 В, тогда сила тока I в этом проводнике равна:
А) 2A
Б) 100A
В) 400A
Г) 550A
2. Выберите устройство, в котором происходит преобразование механической энергии в электрическую энергию:
А) Двигатель внутреннего сгорания
Б) Динамик радиоприемника
В) Паровая турбина
Г) Электрогенератор
3. По резистору сопротивлением R=20 Ом, протекает ток силой I=1А, при этом выделится мощность Р:
А) 5Вт
Б) 20Вт
В) 30Вт
Г) 40Вт
4. Действие генератора переменного тока основано на явлении:
А) излучения электромагнитных волн
Б) интерференции электромагнитных волн
В) электролитической диссоциации
Г) электромагнитной индукции
5. Воображаемые линии, в каждой точке которых вектор индукции направлен по касательной, называются линиями … поля.
А) гравитационного
Б) магнитного
В) электрического
Г) электромагнитного
6. Размерность индуктивности:
А)
Б)
В)
Г)
7. Сила кулоновского взаимодействия двух точечных неподвижных зарядов при увеличении расстояния между ними в 4 раза:
А) увеличилась в 4 раза
Б) уменьшилась в 4 раза
В) увеличилась в 16 раза
Г) уменьшилась в 16 раза
8. Напряженность … поля в данной точке равна силе, действующей на единичный положительный заряд, помещенный в данную точку поля.
А) гравитационного
Б) магнитного
В) электрического
Г) электромагнитного
9. Разность потенциалов двух точек
. Тогда работа А переноса между этими точками заряда Q=10Кл равна:А) 0,25 Дж
Б) 150 Дж
В) 250 кДж
Г) 250 Дж
10. Электрон, находящийся в электрическом поле в стоянии покоя, начинает движение в направлении:
А) в сторону более высокого потенциала
Б) в строну более низкого потенциала
В) останется на месте
Г) перпендикулярно линиям напряженности
11. Общая емкость двух конденсаторов 12 мкФ и 40 мкФ, соединенных последовательно равна:
А) 9,2 мкФ
Б) 12 мкФ
В) 40 мкФ
Г) 52 мкФ
12. По проводнику, к концам которого приложено напряжение U=5В, пришло Q = 100 Кл электричества при этом работа тока равна:
А) 0,5 Дж
Б) 5 Дж
В) 50 Дж
Г) 500 Дж
13. Электрическую лампу, рассчитанную на 220 В, включили в сеть 110 В. Сопротивление лампы не изменилось, при этом мощность:
А) уменьшилась в 2 раза
Б) увеличилась в 2 раза
В) не изменилась
Г) уменьшилась в 4 раза
14. Источником электростатического поля является:
А) движущийся электрический заряд
Б) неподвижный электрический заряд
В) постоянный магнит
Г) проводник с током
Впишите недостающие слова.
15. Сила тока электрического поля является … характеристикой.
Выходной тест
Ответы
Инструкция: Из вариантов ответов только один правильный. За каждый правильный ответ - 1 балл.
1. Лампочка накаливания 60 Вт, рассчитанная на 220 В, имеет сопротивление:
А ) 127 Ом
Б ) 220 Ом
В ) 300 ОМ
Г ) 807 Ом
2. Одинаковые по величине и по знаку заряды расположены в двух вершинах равностороннего треугольника. Вектор напряженности в третьей вершине треугольника направлен
А ) Вниз
Б ) Вверх
В ) Влево
Г ) Вправо
3. Суммарная мировая мощность, вырабатываемая на СЭС
А ) 5 тыс.МВт
Б ) 100 МВт
В )10 тыс.МВт
Г ) 400 МВт
4. В одну и ту же точку однородного электрического поля вначале поместили протон, а затем - электрон. Величина кулоновской силы, действующей на частицу,…
А) вначале увеличилась, а затем уменьшилась
Б) не изменилась
В) увеличилась
Г) уменьшилась
5. Центральный приемник с полем гелиостатов, обеспечивающим степень концентрации в несколько тысяч используют в электростанциях:
А)СЭС
Б) ВЭС
В) ГеоТЭС
Г) ПЭС
6. Для устройства ... нужен бассейн - перекрытый плотиной залив или устье реки.
А) ПЭС
Б) ВЭС
В) ГеоТЭС
Г) СЭС
7. Преобразование тепла Земли (энергии горячих источников) в электричество происходит в:
А ) ВЭС
Б ) ПЭС
В ) СЭС
Г ) ГеоТЭС
8. Энергия солнечной радиации может быть преобразована в постоянный электрический ток посредством:
А) паровой турбины
Б) теплового двигателя
В) солнечных батарей
Г) фотоэлектрических преобразователей
9. Нетрадиционные источники электрической энергии:
А) атомные электростанции
Б) ветровые электростанции
В) гидроэлектрические станции
Г) тепловые электростанции
10. Суммарная мировая мощность, вырабатываемая на ВЭС:
А ) 250 МВт
Б ) 4 тыс.МВт
В ) 10 тыс.МВт
Г ) 5 МВт
Установите последовательность:
11. Принцип работы солнечной электростанции с паровой турбиной:
А) конденсатор 4
Б) паропровод 2
В) прозрачная оболочка 1