Презентация_проекта_возобновляемые_источники_энергии

1. ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «СРЕДНЯЯ ШКОЛА №19 ШАХТЕРСКОГО МУНИЦИПАЛЬНОГО ОКРУГА» ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ

ПРОЕКТ
ПО НАПРАВЛЕНИЮ: ФИЗИКА
ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ
ТИП ПРОЕКТА: ИНФОРМАЦИОННО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
Выполнил
обучающийся 10-А класса
Валентюк Кирилл
Руководитель:
Сачек В.Л.,
учитель физики
Шахтерск 2026

2. Цель работы:изучить и проанализировать возобновляемые источники энергии, а также возможное развитие этой отрасли в донецкой

народной республике в
будущем.
ЗАДАЧИ ПРОЕКТА:
Разобрать принцип получения энергии с ветра и с солнца
Проанализировать потребление электроэнергии республики
Исследовать возможные применения солнечных панелей и ветрогенераторов.
Оценить потенциал в регионе.
Рассмотреть экологичность при использовании ВИЭ
Сделать макет ветряного генератора

3. Ветроэнергетика – это отрасль, преобразующая кинетическую энергию воздушных масс в электрическую или механическую. Принцип

Ветроэнергетика – это отрасль, преобразующая
кинетическую энергию воздушных масс в
электрическую или механическую. Принцип
работы ветрогенератора прост: неравномерный
нагрев земли солнцем создаёт потоки воздуха –
ветер. Ветер вращает лопасти турбины, которые
передают механическую энергию ротору
генератора, а тот, в свою очередь, преобразует её в
электричество за счёт электромагнитной
индукции.

4. Ветряные мельницы использовались для размола зерна в Персии уже в 200-м году до н. Э. Мельницы такого типа были распространены

Ветряные мельницы использовались для размола зерна в
Персии уже в 200-м году до н. Э. Мельницы такого типа
были распространены в исламском мире и в XIII веке
принесены в Европу крестоносцами.
Первая ветряная электростанция — «мельница» Блита
диаметром 9 метров — была построена в 1887 году на
даче Блита в Мэрикирке Блит предложил избыточную
электроэнергию со своей «мельницы» жителям
Мэрикирка для освещения главной улицы, но получил
отказ, так как те считали, что электроэнергия — это
«работа дьявола». В дальнейшем Блит построил
ветряную турбину для подачи аварийного питания в
местную больницу, сумасшедший дом и амбулаторию.

5. Середина 1920-х – ЦАГИ разрабатывает ветроэлектрические станции для сельского хозяйства.1931 г. – ВЭС Уфимцева в Курске (первая

с инерционным аккумулятором).
1931 г. – ВЭС мощностью 100
квт в балаклаве (самая мощная в
мире на тот момент)

6. Основные компоненты ВЭУ:   1. Фундамент   2. Силовой шкаф (контакторы, цепи управления)   3. Башня   4. Лестница   5.

ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ ВЭУ:
1. ФУНДАМЕНТ
2. СИЛОВОЙ ШКАФ (КОНТАКТОРЫ, ЦЕПИ
УПРАВЛЕНИЯ)
3. БАШНЯ
4. ЛЕСТНИЦА
5. ПОВОРОТНЫЙ МЕХАНИЗМ
6. ГОНДОЛА
7. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ГЕНЕРАТОР (СТАТОР И РОТОР)
8. СИСТЕМА СЛЕЖЕНИЯ (АНЕМОМЕТР)
9. ТОРМОЗНАЯ СИСТЕМА
10. ТРАНСМИССИЯ
11. ЛОПАСТИ
12. СИСТЕМА ИЗМЕНЕНИЯ УГЛА АТАКИ ЛОПАСТИ
13. КОЛПАК РОТОРА
• ПРИНЦИП ПРЕОБРАЗОВАНИЯ В ЭЛЕКТРИЧЕСТВО:
• МЕХАНИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ ЛОПАСТЕЙ
ПЕРЕДАЕТСЯ РОТОРУ.
• ВРАЩЕНИЕ РОТОРА В МАГНИТНОМ ПОЛЕ СТАТОРА
(С ОБМОТКАМИ) СОЗДАЕТ ПЕРЕМЕННОЕ
ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ (ЗАКОН
ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ).
• ЭТО ПОЛЕ "ВЫТАЛКИВАЕТ" СВОБОДНЫЕ
ЭЛЕКТРОНЫ В ЛЭП, СОЗДАВАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ
ТОК.

7. Солнечная фотоэлектрическая панель- устройство, преобразующее солнечный свет непосредственно в электрическую энергию. Принцип

Солнечная фотоэлектрическая панельустройство,
преобразующее солнечный свет непоср
едственно в электрическую энергию.
Принцип работы солнечной
электростанции основан на
фотоэлектрическом эффекте.
Специальные панели поглощают свет,
энергия фотонов выбивает электроны в
полупроводниковом материале,
создавая постоянный ток.

8. • 1839 г. – Александр Эдмон беккерель открыл фотогальванический эффект.   • 1873 г. – Уиллоби Смит обнаружил фотопроводимость

• 1839 г. – Александр Эдмон беккерель
открыл фотогальванический эффект.
• 1873 г. – Уиллоби Смит обнаружил
фотопроводимость селена.
• 1876 г. – Уильям Адамс и Ричард
Дэй доказали, что солнечный свет
создает электричество в твёрдом теле.
• 1883 г. – Чарльз Фриттс создал
первый селеновый солнечный элемент
Развитие в СССР/России:
• 1950-е – первые исследования и
эксперименты с кремниевыми
фотоэлементами.
• 1957 г. – основана первая НИИ
лаборатория солнечной энергетики.
• В 1964 году на спутнике "Электрон-1"
впервые были применены солнечные батареи
с арсенид-галлиевыми фотоэлементами,
разработанными советскими учеными.

9. Основные элементы солнечной батареи:   • Фотогальванический элемент (солнечная ячейка): Основной компонент из полупроводниковых

ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ СОЛНЕЧНОЙ БАТАРЕИ:
• ФОТОГАЛЬВАНИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ (СОЛНЕЧНАЯ
ЯЧЕЙКА): ОСНОВНОЙ КОМПОНЕНТ ИЗ
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ (КРЕМНИЙ).
• ПОДЛОЖКА: МАТЕРИАЛ (СТЕКЛО/ПЛАСТИК),
ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЙ МЕХАНИЧЕСКУЮ ПРОЧНОСТЬ И
ЗАЩИТУ.
• КОНТАКТНЫЕ ПРОВОДА
(ЭЛЕКТРОДЫ): МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ КОНТАКТЫ ДЛЯ
СБОРА И ПЕРЕДАЧИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ЗАРЯДА.
• АНТИРЕФЛЕКСИВНОЕ ПОКРЫТИЕ: УМЕНЬШАЕТ
ОТРАЖЕНИЕ СОЛНЕЧНОГО СВЕТА.
• ФОТОКАТОД (-): ЭЛЕКТРОД, ЭМИТИРУЮЩИЙ
ЭЛЕКТРОНЫ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ИЗЛУЧЕНИЯ.
АНОД (+): ЭЛЕКТРОД, НА КОТОРОМ ЭЛЕКТРОНЫ
ПОКИДАЮТ ЯЧЕЙКУ (ПРОИСХОДИТ ОКИСЛЕНИЕ).
Фотоэлектрический эффект:
• Свет (фотоны) попадает на полупроводниковый материал (кремний).
• Энергия фотонов выбивает электроны, создавая постоянный ток.
P-N переход:
• Солнечный свет попадает на n-тип полупроводника (с избытком электронов):
• Фотоны выбивают электроны, создавая "дырки".
• Электрическое поле в P-N переходе притягивает электроны в n-тип, а дырки в p-тип (с избытком дырок).
• На концах материалов накапливаются заряды (отрицательный сверху, положительный снизу).
• При замыкании цепи электроны текут через нагрузку, комбинируя с дырками, создавая непрерывный ток.

10. Россия (2025 год):     * выработка: 1,166 трлн кВт⋅ч.     * Потребление: 1,161 трлн кВт⋅ч.     * Общая мощность электростанций:

Россия (2025 год):
* выработка: 1,166 трлн кВт⋅ч.
* Потребление: 1,161 трлн кВт⋅ч.
* Общая мощность электростанций: 271 ГВт (+1,1
ГВт за год). Потребление на человека (в квартире):
* В среднем 150–250 квтч в месяц.
* Среднее арифметическое: 200 квтч в месяц.
* Годовое потребление на человека: 2400 квтч.
• Объемы потребления ДНР:
* ориентировочное годовое потребление: 7–10
млрд квтч.
* Сопоставимо с потреблением средней области
РФ (например, тульской или воронежской).
Структура производства электроэнергии в
России:
* ТЭС: 57,5%
* АЭС: 18,7%
* Гидроэнергетика: 16,7%
* Ветроэнергетика: 0,6%
* Солнечная энергетика: 0,3%
Выработка
57,5
ТЭС
АЭС
0,3
0,6
16,7
18,7
ГЭС
ВЭС
СЭС

11. Расположение: Приазовье (высокий КИУМ 28-30%). • Старая часть (советских и постсоветских проектов):     * 140-150 турбин USW

Расположение: Приазовье (высокий КИУМ 28-30%).
• Старая часть (советских и постсоветских проектов):
* 140-150 турбин USW 56-100 (днепропетровский завод по американской
лицензии).
* Мощность каждой турбины: 107 квт.
* Теоретическая мощность: 107 000 Вт * 150 = 16 050 000 Вт = 16,05 мвт.
• Новая часть (современный проект):
* 23 турбины Fuhrländer FL-2500.
* Мощность каждой турбины: 2,5 мвт.
* Теоретическая мощность: 2 500 000 Вт * 23 = 57 500 000 Вт = 57,5 мвт.
• Суммарная теоретическая мощность ВЭС:
* 16,05 мвт + 57,5 мвт = 73,55 мвт.
• Средняя мощность (с учетом КИУМ 28%):
* 73,55 мвт * 0,28 ≈ 20,59 мвт.
• Годовая выработка электроэнергии:
* 20,59 мвт * 8760 ч ≈ 180,4 млн кВт⋅ч.
• Количество людей, которых может обеспечить ВЭС:
* 180 400 000 кВт⋅ч / 2400 кВт⋅ч/чел ≈ 75 166 человек (примерно город
Енакиево).
* Это около 18% населения Мариуполя (420 000 человек).

12. Модернизация Новоазовской ВЭС (ветроэнергетика): Предложение: замена старых турбин USW 56-100 на новые NovaWind.     * Новые

Модернизация Новоазовской ВЭС (ветроэнергетика):
Предложение: замена старых турбин USW 56-100 на новые NovaWind.
* Новые турбины NovaWind (Росстатом, Волгодонск) мощностью
2,5 мвт каждая.
* Преимущества: логистика, сервис, запчасти, безредукторная
конструкция (меньше износа).
• Расчет замены:
* 1 турбина NovaWind (2,5 мвт) ≈ 23 турбины USW 56-100 (107
квт).
* Замена 25 старых турбин на 25 новых NovaWind.
* Мощность новых 25 турбин: 2 500 000 Вт * 25 = 62 500 000 Вт =
62,5 мвт.
• Суммарная теоретическая мощность ВЭС с модернизацией:
* 62,5 мвт (новые) + 57,5 мвт (существующие новые) = 120 мвт.
• Средняя мощность (с учетом КИУМ 28%):
* 120 мвт * 0,28 = 33,6 мвт.
• Годовая выработка электроэнергии:
* 33,6 мвт * 8760 ч ≈ 294,3 млн кВт⋅ч.
• Количество людей, которых может обеспечить модернизированная
ВЭС:
* 294 300 000 кВт⋅ч / 2400 кВт⋅ч/чел ≈ 122 625 человек.
• Разница: 122 625 - 75 166 = 47 459 человек (увеличение в 1,5 раза).

13. Гибридная электростанция: ВЭС + СЭС Потенциал солнечной радиации в южном Донбассе:     * 1200-1300 кВт⋅ч на м² в год (сравнимо

Гибридная электростанция: ВЭС + СЭС
Потенциал солнечной радиации в южном Донбассе:
* 1200-1300 кВт⋅ч на м² в год (сравнимо с краснодарским краем, Крымом).
• Предложение: создание гибридной электростанции на базе Новоазовской ВЭС.
* Ветряки работают ночью и зимой, солнечные панели – днём и летом.
• Расчет площади для солнечных панелей:
* предполагаемая площадь ВЭС: 13 523 000 м².
* Использование 20% свободной земли: 13 523 000 м² * 0,20 = 2 704 600 м².
• Количество солнечных панелей:
* площадь современной панели (с проходами и креплениями): ~10 м².
* Мощность панели: 550 вт.
* 2 704 600 м² / 10 м² = 270 460 панелей.
• Мощность солнечных панелей:
* 270 460 панелей * 550 Вт = 148 753 000 Вт = 148,753 мвт.
• Годовая выработка солнечной энергии (инсоляция 1300 кВт⋅ч/год):
* 148,753 мвт * 1300 кВт⋅ч/год ≈ 193,4 млн кВт⋅ч.
• Общая выработка гибридной электростанции (модернизированная ВЭС + СЭС):
* 193,4 млн кВт⋅ч (солнце) + 294,3 млн кВт⋅ч (ветер) = 487,7 млн кВт⋅ч.
• Количество людей, которых может обеспечить гибридная станция:
* 487 700 000 кВт⋅ч / 2400 кВт⋅ч/чел ≈ 203 208 человек.

14. Главная причина развития "зелёной энергетики":     * сохранение полезных ископаемых и улучшение экологии.     * ТЭС на

Главная причина развития "зелёной энергетики":
* сохранение полезных ископаемых и улучшение экологии.
* ТЭС на углеводородах выбрасывают вредные отходы.
• Избегаемые выбросы при мощности 487,7 млн кВт⋅ч/год:
* CO2 (углекислый газ):
* 1 кг CO2 на 1 кВт⋅ч угля.
* 487,7 млн кВт⋅ч * 1 кг/кВт⋅ч = 487 700 000 кг (487 700 тонн)
CO2 ежегодно.
* Снижение парникового эффекта, уменьшение засух,
пыльных бурь, экстремальных погодных явлений.
* SO2 (диоксид серы) и nox (оксиды азота):
* 6 г SO2 на 1 кВт⋅ч угля.
* 487,7 млн кВт⋅ч * 0,006 кг/кВт⋅ч = 2 926 200 кг (2 926 тонн)
SO2 ежегодно.
* 2,5 г nox на 1 кВт⋅ч угля.
* 487,7 млн кВт⋅ч * 0,0025 кг/кВт⋅ч = 1 219 250 кг (1 219 тонн)
nox ежегодно.
* Избегание кислотных дождей (почти 4000 тонн едких газов).
* PM10 и PM2.5 (твердые частицы):
* 0,5 г твердых частиц на 1 кВт⋅ч угля.
* 487,7 млн кВт⋅ч * 0,0005 кг/кВт⋅ч = 243 850 кг (243,8 тонн)
PM ежегодно.