«Електричні станції, принцип дії, особливості, переваги, недоліки»

Опис документу:
Всі електричні станції так чи інакше впливають на наше повсякденне життя, навколишнє середовище; тому кожний громадянин України повинен знати, яка з цих станцій є найбільш вигідною у плані економіки, є найбільш безпечною для екології, адже ми, кожний громадянин суспільства, повинні приймати аргументовані рішення, відстоювати наші рішення та нести відповідальність за наші рішення.

Відображення документу є орієнтовним і призначене для ознайомлення із змістом, та може відрізнятися від вигляду завантаженого документу. Щоб завантажити документ, прогорніть сторінку до кінця

Перегляд
матеріалу
Отримати код

Державний навчальний заклад

«Вище професійне училище №2 м. Херсона»

Методична розробка уроку на тему:

«Електричні станції, принцип дії, особливості,

переваги, недоліки»

Розробив: викладач електротехніки Король О.О.

м. Херсон - 2018

ПЛАН УРОКУ

Предмет : Електротехніка

Тема програми: Електричні станції та електропостачання

Тема уроку: Електричні станції, принцип дії, особливості, переваги, недоліки

Мета уроку:

- сформувати знання про електричні станції, принцип дії,

особливості, переваги, недоліки – ТЕС/ТЕЦ – АЕС-ГЕС;

- розвивати абстрактне та технічне мислення, розвивати логічність

та послідовність мислення, формувати пізнавальний інтерес до

предмету.

- виховувати науковий світогляд, відповідальне ставлення до

навчання, увагу, спостережливість, контроль, самоконтроль,

відповідальність за збереження навколишнього середовища.

Тип уроку: Комбінований

Методи навчання: лекція з елементами бесіди,перегляд слайдів, робота з опорним конспектом, тестовий контроль, вирішення проблеми.

Наочність: відео презентації "Види електростанцій", відеоролики "Принцип дії ТЕЦ", "Принцип дії ГЕС", "Принцип дії АЕС"

Технічні засоби навчання: Комп’ютер, телевізор

Міжпредметні зв’язки: Фізика, хімія, математика, географія.

Хід уроку:

I.Організаційна частина:

- перевірка наявності учнів

- перевірка готовності учнів до уроку.

II.Актуалізація знань:

  • повідомлення теми програми і уроку;

  • мотивація навчальної діяльності

Тема сьогоднішнього уроку :

Електричні станції, принцип їх дії, особливості, переваги та недоліки .

Мета уроку :

Сформувати знання про будову та принцип дії електричних станцій, їх вплив на навколишнє середовище, їх особливості.

Завдання уроку : Вирішити проблему: Яку електричну станцію, на вашу думку, слід побудувати на Херсонщині - ТЕС, АЕС або ГЕС?

Вступне слово викладача:

Ми живемо в світі , у якому машини , механізми обробляють землю , виробляють їжу , шиють одяг , виробляють речі , без яких ми вже не можемо уявити своє життя – це холодильники , пральні машини , телевізори , комп’ютери , мобільні телефони ,тощо .

Для виготовлення таких машин , механізмів , верстатів , пристроїв необхідна енергія .

Сьогодні енергетика – це основа економічного розвитку нашого суспільства , енергетика визначає НТП , інтенсифікацію виробництва , поліпшення умов праці та життя кожної людини .

За період 1975…2000 рр. (всього за 25 років) енергоспоживання зросло більше ніж у 2 рази чим за всю історію існування людства (10 000р.) .

Розвиток енергетики впливає на :

атмосферу – споживання кисню , викиди вуглекислого газу , сірки;

гідросферу – споживання води , водосховища , скидання забрудненої та перегрітої води;

літосферу – споживання викопного палива , викиди шкідливих речовин , зміна балансу води.

У наш час ці впливи набувають глобальний характер – в усіх куточках нашої планети.

Наша задача – зберегти природу від шкідливих змін для життя на Землі .

Ось чому ми всі , і кожний з нас , відповідаємо за те , що ми залишимо нашим нащадкам :

або гармонічно розвинуту, квітучу Землю ;

або безлюдну планету .

Робота будь-яких машин , механізмів, верстатів та апаратів заснована на застосуванні електричної енергії , яку видобувають на електричних станціях .

Тому найпоширеніші електростанції в світі: це ТЕС , ГЕС та АЕС .

До складу енергетичної системи України входить 21 ТЕС-ТЕЦ, 10 ГЕС та 4 АЕС

Мотивація навчання:

Всі електричні станції так чи інакше впливають на наше повсякденне життя, навколишнє середовище; тому кожний громадянин України повинен знати, яка з цих станцій є найбільш вигідною у плані економіки, є найбільш безпечною для екології, адже ми, кожний громадянин суспільства, повинні приймати аргументовані рішення, відстоювати наші рішення та нести відповідальність за наші рішення.

Неправильний підхід депутатів, міністрів, великих і малих начальників, громади до вирішення великих і малих проблем може призвести до непоправних наслідків в економіці, екології, державі.

III.Формування нових знань:

План

  1. ТЕС-ТЕЦ принцип дії, особливості, переваги, недоліки.

  2. ГЕС принцип дії, особливості, переваги, недоліки.

  3. АЕС принцип дії, особливості, переваги, недоліки.

Увага: Слухаючи повідомлення про будову та принцип дії ТЕС-АЕС-ГЕС сформулюйте для себе їхні переваги та недоліки, які потім озвучите.

1.( слайд ТЕС)

    1. 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. За типом первинного двигуна теплові електростанції поділяються на паротурбінні,газотурбінні, паро газотурбінні і дизельні. Більшість сучасних потужних ТЕС є паротурбінними. В паровій турбіні нагріта (до 500-600С) і стиснена (до2,4 10Па) 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. Відео ТЕЦ.
      Таким чином до недоліків можна віднести:
      1. Зменшеня запасів викопного палива

    2. Шкидливі викиди СО2 (Кислотні дощі)

    3. Великі витрати на підготовку палива та води.

    4. Необхідність збереження н.з. палива.

    5. 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. 

Переваги :

  1. Простота та дешевизна.

  2. Надійність та довговічність.

  3. Необмежена потужність .

2. ( слайд ГЕС )

Великі ГЕС побудовані на крупних ріках України, мають сумарну потужність до 4700 МВт.
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 ГЕС залежить від вират і напору води. Потужність сучасних ГЕС перевищує 100 МВт, а ККД становить 80%. 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. Відео ГЕС.

Переваги ГЕС:


- екологічно чиста
- відсутність під час роботи витрат на паливо

- гідроенергія річок відтворюється природно, а викопні енергоресурси не відновлюються

- судноплавність

- зрошування земель

Недоліки ГЕС:
- велика вартість та строк будівництва
- виробництво електроенергії залежить від погодних умов, під час посухи низькі водні ресурси можуть вплинути на кількість виробленої енергії

- велика площа затоплення

- скорочення рибних запасів

- замулення ріки

- підвищення рівня ґрунтових вод

- засолення ґрунту при зрошуванні

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.

3.( слайд АЕС )

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 (стрижні), 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.

Всі українські АЕС мають реактори ВВЕР 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.
Відео АЕС 
Переваги атомних станцій:

- невеликий обєм палива що використовується

- відсутність постійного підвозу палива
- висока потужність: 1000—1600 МВт на енергоблок

- екологічно чиста при виконанні всіх норм
-
можливість розміщення в регіонах, що розташовані на деякій відстані від водонесучих ресурсів, крупних місцезнаходжень корисних копалин.

Недоліки:
- велика вартість будівництва

- малий срок служби
-
облучене паливо небезпечне потребує складних і коштовних заходів по переробці і зберіганні.
-
з точки зору статистики і страхування крупні аварії маломожливі,але наслідки такої аварії тяжкі.


Викладач роздає учням опорні конспекти, узагальнює знання по опорному конспекту (слайд опорного конспекту ), відповідає на запитання учнів;

звертає увагу учнів, що ТЕС-АЕС не можуть миттєво змінювати навантаження, а ГЕС це дозволяє.

Учні працюють з опорним конспектом, готуючи себе для подальшого тестування.

Викладач: Скажіть, яка з розглянутих енергій (ТЕС-АЕС-ГЕС) найдорожча, а яка найдешевша.

Викладач звертає увагу учнів на собівартість електричної енергії

( слайд собівартості електроенергії )

IV. Закріплення нового матеріалу:

Учні самостійно працюють з тестом який висвічується на екрані;

Після опрацювання тесту на екрані з’являється тест з правильними відповідями;

Учні перевіряють свої відповіді, виставляють самооцінку своєї роботи,

командир групи обходить учнів, збирає тести, передає викладачу для подальшого оцінювання.

Викладач в цей час повідомляє запаси енергоносіїв на планеті Земля.

Чому, незважаючи на радіофобію, все більше і більше країн роблять вибір на користь атомної енергетики?

Відповідь дуже проста: таблетка ядерного палива важить всього 4,5 грамма, але з енергетичного ефекту еквівалентна 350 кг нафти або 400 кг вугілля.

При спалюванні 1 кг кам'яного вугілля виділяється 7 кВт-год енергії, 1 кг газу - 14 кВт-год енергії. З 1 кг урану при цьому можна отримати 620 тисяч кВт-год енергії, тобто в 90 тисяч (!) разів більше, ніж при спалюванні вугілля.

1 кг урану виділяє скільки енергії скільки виділяє 4340 тонн кам'яного вугілля ( приблизно 72 вагона).

1 кг урану = 40 доларів

1 тонна вугілля = 100 долар

V. Підведення підсумків:

- аналіз діяльності учнів у процесі всього уроку;

- аналіз помилок, зроблених учнями на уроці, та засоби їх усунення;

- повідомлення та обґрунтування оцінок;

- повідомлення домашнього завдання: вивчити тему «Електричні станції, принцип їх дії, особливості, переваги та недоліки», підручник В.М. Бондар «Практична електротехніка для робітничих професій» стор.118-119.

Зверніть увагу, свідоцтва знаходяться в Вашому особистому кабінеті в розділі «Досягнення»

Всеосвіта є суб’єктом підвищення кваліфікації.

Всі сертифікати за наші курси та вебінари можуть бути зараховані у підвищення кваліфікації.

Співпраця із закладами освіти.

Дізнатись більше про сертифікати.


Приклад завдання з олімпіади Українська мова. Спробуйте!

Всеосвіті 3 роки!

Святкуємо гучно та з подарунками!

+ 10 подарункових боксів з фірмовими товарами від «Всеосвіти»!

+ 10 подарункових боксів з фірмовими товарами від «Всеосвіти»!

до розіграшу подарунків залишилось
00
00
00
00