Творческое задание, страница 29 - гдз по физике 11 класс учебник Закирова, Аширов

Творческое задание

Подготовьте сообщение на тему: Альтернативные источники электроэнергии (рис. 20, 21).

Рис. 20. Автобусная остановка с солнечными батареями г. Нур-Султан

Рис. 21. Уличные фонари с солнечными батареями

Введение: Понятие альтернативных источников энергии

Альтернативные, или возобновляемые, источники энергии (ВИЭ) — это способы получения энергии из природных ресурсов и явлений, которые постоянно пополняются естественным путем или являются практически неисчерпаемыми. К ним относятся солнечный свет, ветер, водные потоки, геотермальное тепло и биомасса. Переход к ВИЭ является ключевой задачей современной цивилизации для борьбы с изменением климата, вызванным сжиганием ископаемого топлива, и для обеспечения энергетической безопасности в будущем.

Солнечная энергетика и её применение на примерах

Одним из самых перспективных направлений ВИЭ является солнечная энергетика, практическое применение которой показано на рисунках 20 и 21. Она основана на преобразовании энергии солнечного излучения в электричество с помощью фотоэлектрических панелей (солнечных батарей). Этот процесс, называемый фотовольтаикой, происходит благодаря фотоэлектрическому эффекту в полупроводниковых материалах, из которых состоят панели.

На рисунке 20 мы видим современную автобусную остановку в г. Нур-Султан, на крыше которой установлены солнечные панели. Они вырабатывают электричество в светлое время суток, которое накапливается в аккумуляторах. Эта накопленная энергия обеспечивает автономную работу освещения в темное время суток, электронных табло с расписанием, USB-портов для зарядки гаджетов и, возможно, точки доступа Wi-Fi. Такие "умные" остановки не только повышают комфорт для пассажиров, но и снижают нагрузку на городскую электросеть.

На рисунке 21 изображены автономные уличные фонари. Каждый такой фонарь — это независимая система, включающая солнечную панель, аккумулятор и светодиодный светильник. Днем аккумулятор заряжается, а ночью накопленная энергия используется для освещения дороги. Это идеальное решение для мест, где прокладка электрических кабелей затруднительна или слишком затратна, например, на загородных трассах, мостах, в парках или отдаленных поселках.

Преимущества и недостатки солнечной энергетики

Ключевыми преимуществами солнечной энергетики являются её экологичность (отсутствие вредных выбросов), неисчерпаемость источника энергии, возможность создания автономных систем, низкие эксплуатационные расходы после установки и долговечность панелей, срок службы которых достигает 25-30 лет.

Однако существуют и недостатки. Главные из них — это зависимость от погоды и времени суток, что требует использования аккумуляторов для накопления энергии. Также к минусам относят высокую первоначальную стоимость оборудования и необходимость в значительных площадях для размещения панелей при строительстве мощных электростанций.

Другие виды альтернативных источников энергии

Помимо солнечной энергии, человечество активно осваивает и другие виды ВИЭ. Ветроэнергетика использует энергию ветра для вращения лопастей ветрогенераторов. Гидроэнергетика преобразует энергию водных потоков на реках или энергию приливов и отливов. Геотермальная энергетика задействует тепло земных недр. Биоэнергетика получает энергию из органического сырья — биомассы (древесины, сельскохозяйственных отходов, биотоплива).

Заключение

Развитие альтернативной энергетики — это стратегически важный шаг к устойчивому и экологически чистому будущему. Солнечная энергия, как показывают примеры автономных остановок и фонарей, уже сегодня является эффективной и доступной технологией, способной решать практические задачи. Будущее мировой энергетики, скорее всего, будет основано на комплексном использовании различных возобновляемых источников, что обеспечит надежность и стабильность энергосистемы планеты.

Ответ:

Представлено сообщение на тему "Альтернативные источники электроэнергии". В нем рассмотрены принципы использования возобновляемой энергии на примере солнечных батарей, показанных на рисунках 20 и 21. Проанализированы устройство, преимущества и недостатки автономных энергосистем (остановки, фонари) на базе солнечных панелей. Также дан краткий обзор других видов альтернативной энергетики, таких как ветровая, гидравлическая, геотермальная и биоэнергетика. В заключении подчеркнута важность перехода на ВИЭ для устойчивого развития.