НОВЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Физика, математика, техника, технология
4. Бирюкова А. Н. Курс физики в медицинском высшем учебном заведении как профессионально ориентированный курс // Материалы VIII Международной научно-практической конференции. М.: Школа Будущего, 2009. С. 13–16.
5. Гуторова А. В. Формирование профессиональной позиции у студентов педагогического вуза: автореф. дис. … канд. пед. наук. Волгоград, 1996. 21 с.
6. Десненко С. И. Личностно-профессиональная позиция студента педвуза как фактор развития личности будущего профессионала// Гуманитарный вектор. 2009. № 3. С. 27–34.
7. Десненко С. И. Методическая подготовка студентов педвузов к решению задачи развития личности
учащихся при обучении физике в школе: дис. … д-ра пед. наук. М., 2007. 554 с.
8. Есенкова Н. Ю. Особенности мотивационных процессов и их влияние на удовлетворенность студентов медицинского вуза // Известия Российского государственного педагогического университета им. А. И. Герцена. 2009. № 112. С. 256–260.
9. Занина Л. В. Становление гуманной педагогической позиции будущего учителя в условиях многоуровневой системы высшего педагогической образования: автореф. дис. … канд. пед. наук. Ростов-н/Д, 1994. 22 с.
10. Калашникова Н. Ю. Воспитательная среда вуза как фактор личностно-профессионального становления студента: автореф. дис. … канд. пед. наук. Чита, 2007. 28 с.
11. Климов Е. А. Введение в психологию труда. М.: Изд. МГУ, 1988. С. 28.
12. Островская Л. В. Формирование педагогической культуры и этики в системе подготовки студентовмедиков: дис. … д-ра пед. наук. М., 2004. 325 с.
13. Позднякова О. К. Гуманистическая позиция студента – будущего учителя: (Теория и практика): моногр.. Самара: Изд-во СамГПУ, 2001. 191 с.
14. Тимченко Н. Роль высшего медицинского образования в воспроизводстве гуманистических ценностей профессии//Высшее образование в России. 2008. № 2. С. 111–116.
15. Трещев А. М. Профессионально-субъектная позиция учителя: моногр. Астрахань: Изд-во Астрах.
гос.пед. ун-та, 2000. 210 с.
УДК 621.548
ББК З 25
О. И. Вийтович, В. Г. Телешов
Новые источники электроэнергии
Проанализированы статистические данные скоростных ветровых потоков, а также традиционных ветроустановок, которые не смогут обеспечить бесперебойную работу этих агрегатов. Предложен вариант комбинированной ветроустановки, которая работает за счет принудительного ветрового потока, создаваемого компрессором, работающего за счет электроэнергии, вырабатываемой самой комбинированной ветроустановкой.
Ключевые слова: новые источники энергии, ветроустановка.
O. I. Vijtovich, V. G. Teleshov
New resources of electrical energy
There analyzed statistics of fast wind streams and traditional wind constructions which can not ensure these constructions would operate trouble-free. There presented a version of combined wind construction, which works from
compulsory wind stream, made by a compressor, which works from electric energy, made by combined wind construction.
Key words: new sources of energy, wind-driven generator.
Загрязнение воздушного бассейна Читы в наибольшей степени обусловлено выбросами стационарных источников — ГРЭС, ТЭЦ, котельных промышленных предприятий и коммунальнобытового назначения, использующих в качестве топлива бурый уголь. В результате его сгорания в
атмосферный воздух города поступает зола, сажа, сернистый газ, окись углерода и окислы азота.
Выброс вредных веществ в атмосферу осуществляется непосредственно у поверхности земли и на
различных высотах — до 120 м. Преобладающими среди выбросов от стационарных источников загрязнения являются выбросы на высотах 20—50 м. Примеси, непрерывно поступающие в атмосферу,
создают в городе загрязнение воздуха. Скоплению примесей в приземном слое воздуха способствует
то, что город расположен в котловине, здесь велика повторяемость штилей и слабых ветров, а также
температурных инверсий (рис.1).
19
Ученые записки ЗабГГПУ
Рис. 1. Годовой ход повторяемости приземных инверсий
1) 1 ч, 2) 7 ч, 3) 19 ч
Согласно Киотскому протоколу к рамочной конвенции Организации Объединенных Наций об
изменении климата, Российская Федерация предлагает сократить выбросы в атмосферу парниковых
газов каждой страной в процентном соотношении от базового года или периода, в соответствии с
приложением А и В данного протокола. В соответствии со ст. 3 «Каждая сторона, включенная в приложение, при выполнении своих определенных количественных обязательств по ограничению и сокращению выбросов в целях поощрения устойчивого развития осуществляет и/или разрабатывает в
соответствии со своими национальными условиями следующие меры:
1) повышение эффективности использования энергии в соответствующих секторах национальной экономики;
2) проведение исследовательских работ, содействие внедрению, разработка и более широкое
использование новых и возобновляемых видов энергии и инновационных экологически безопасных
технологий.
Минэнерго России подготовило проект Государственной программы энергосбережения и повышения энергетической эффективности РФ на период до 2020 г.
Для разработки программы было создано шесть экспертных групп, в которых было задействовано 80 ведущих российских экспертов, специализирующихся по проблематике энергоэффективности
и энергосбережения. Участие в подготовке программы также приняли представители бизнеса и администраций регионов России. Правительство РФ направило проект программы на согласование в
заинтересованные министерства и ведомства.
Программа построена по принципу формирования типовых направлений энергоэффективности. Это позволит достичь существенных реальных показателей экономии топливно-энергетических
ресурсов в различных сферах.
Недавно Международное энергетическое агентство разработало 25 основных принципов энергосбережения и энергоэффективности. В проекте российской программы энергосбережения таких
принципов шестьдесят два. Типовыми направлениями программы разработано все поле энергоэффективности, энергосбережения в российских условиях.
Суммарная экономия топливно-энергетических ресурсов в результате реализации Государственной программы достигнет порядка 300 млн. т условного топлива (у.т.) к 2015 г., а за весь период до
2020 г. – 1000 млн. т у.т. Плановые показатели экономии одного 2015 г. – 85 млн. т у.т., а в 2020 г. будет
сэкономлено не менее 180 млн. т у.т.
Минэнерго России выступило за развитие возобновляемых источников энергии и разработало
мероприятия о направлениях работы Минэнерго по реализации государственной политики и нормативно-правового регулирования в области возобновляемой энергетики. Минэнерго России подготовлены предложения в рамках проекта по поддержке ВИЭ и проводится оценка потенциала их использования в различных регионах. Анализ экономической эффективности показал экономическую
и энергетическую обоснованность поэтапного внедрения ВИЭ в стране.
Проект партнерства ЕС и Минэнерго России по поддержке масштабного применения ВИЭ –
один из путей реализации первого в 2009 г. распоряжения Правительства РФ об основных направлениях государственной политики в сфере повышения энергетической эффективности электроэнерге20
Физика, математика, техника, технология
тики на основе использования возобновляемых источников энергии на период до 2020 г. В настоящее
время в ходе выполнения проекта проведен анализ эффективности использования ВИЭ в ряде регионов России, предложены долгосрочные цели по развитию ВИЭ в этих субъектов, а также подготовлены проекты региональных планов действий.
Для создания возобновляемых источников электрической энергии необходимы новые решения
по исследованию и внедрению нетрадиционных источников электрической энергии для народного
хозяйства в Забайкальском крае. В настоящее время во многих районах Российской Федерации действуют традиционные ветрогенераторные установки, разработанные Российскими предприятиями,
такие как: научно-производственное Акционерное общество «Электромаш» и производственнокоммерческая компания «Электродизель» (г. Москва).
Ветроэнергетика – отрасль науки и техники, разрабатывающая теоретические основы, методы и
средства использования энергии ветра для получения механической и электрической энергии и определяющая области и масштабы целесообразного использования ветровой энергии в народном хозяйстве; состоит из двух частей: ветротехники, разрабатывающей теоретические основы и практические приемы проектирования технических средств (агрегатов и установок), и ветроиспользования,
включающего теоретические и практические вопросы оптимального использования энергии ветра,
рациональной эксплуатации установок и их технико-экономических показателей, обобщение опыта
применения установок в народном хозяйстве. Ветроэнергетика также опирается на результаты аэрологических исследований, на базе которых разрабатывается ветроэнергетический кадастр.
Небольшие ветрогенераторные установки – это идеальные источники энергии для сельского хозяйства, горнодобывающей промышленности а также для отдаленных населенных пунктов, где отсутствуют источники централизованного электроснабжения. Они могут быть подключены к центральной системе электроснабжения, дающей промышленным объектам и отдаленным населенным
пунктам энергию в период безветрия и, напротив, принимающей источники энергии от ветрогенераторной установки в особо ветреную погоду. Энергия ветра в течение длительного времени рассматривается в качестве экологически чистого неисчерпаемого источника энергии. Распространившаяся угроза нехватки невозобновляемых источников энергии и рост зависимости от импортируемого топлива привели к возрождению исследований, направленных на расширение возможности преобразования ветра в пригодный для использования вид энергии.
В зависимости от конструкции и назначения ветрогенераторной установки составные элементы
могут быть расположены компактно или размещены на некотором расстоянии и сопряжены с другими энергетическими системами. Большинство современных ветрогенераторов вырабатывает трехфазный переменный ток напряжением 380 В, частотой 50 Гц и любой расчетной номинальной мощности.
Вследствие непостоянства скорости и направления ветрового потока ток имеет различную амплитуду и частоту, что не позволяет использовать его непосредственно для питания бытового и промышленного электрооборудования. В современные ветрогенераторные установи воплощено множество технических разработок, отвечающих последним достижениям науки. Вот далеко не полный перечень электронных систем и механизмов, обеспечивающих высокоэффективную и безопасную работу ветрогенераторной установки:
 система автоматического регулирования изменения угла поворота лопастей;
 система автоматического регулирования скорости вращения ветрового колеса в зависимости
от скорости и направления ветрового потока;
 система раскручивания ветроколеса из состояния покоя (одна из важных тем);
 система управления угла поворота ВГУ в горизонтальной плоскости до определения направления ветрового потока и установления номинальной частоты вращения ветрового колеса;
 система динамического торможения и остановки ветрогенераторной установки для проведения плановых профилактических работ и в случае аварийной ситуации.
За состоянием ветрогенераторной установки и за режимами работы всех электронных систем
следит базовый компьютер.
Средняя скорость ветра по г. Чита показана на диаграмме с 1998 г. по 2007 г. (рис. 2).
21
Ученые записки ЗабГГПУ
V
м/с
3,0
2,0
1,0
0
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
Рис. 2. Диаграмма средней скорости ветра по г. Чита с 1998 г. по 2007 г.
месяц
январь
февраль
март
апрель
май
июнь
июль
август
сентябрь
октябрь
ноябрь
декабрь
Анализ данных скорости ветрового потока показывает, что использование традиционных ветроустановок, разработанных в России и за рубежом не приемлем для Забайкальского края. Основной
недостаток реализации традиционных ветрогенераторных установок в г. Чите – это ветровой поток,
скорость которого ниже расчетной, т.е. 2 м/с, поэтому предлагается новый вид нетрадиционной
ВГУ (рис. 4) , с применением дополнительного элемента.
Необходимо отметить, что в Забайкальском крае из-за сильно пересеченного рельефа и наличия
оз. Байкал хорошо развиты местные ветры. Так, в горах и на побережье Байкала наблюдаются фѐны,
которые в зимнее время вызывают оттепели и сход снежного покрова, а в летнее – повышение температуры и уменьшение влажности.
В теплый период развиты местные горно-долинные ветры. Для территории, примыкающей к
озеру Байкал, характерны местные ветры, дующие летом и весной с озера на сушу, а зимой в противоположном направлении [4]. Повторяемость (%) направления ветра и штилей по Забайкальскому
краю составляет:
%
52
44
32
22
24
28
30
33
32
40
46
48
Для решения многих практических задач необходимы данные о средней скорости и повторяемости различной скорости ветра по направлениям, а также данные о средней скорости ветра в различные часы суток. О суточном скорости ветра можно судить по данным таблицы.
Средняя скорость ветра (м/с) в различные часы суток
Время
(ч)
0
3
6
9
12
15
18
21
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
IX
X
XI
XII
1,2
1,3
1,1
1,0
1,1
1,7
1,6
1,6
1,4
1,3
1,2
1,1
1,4
2,2
2,3
1,9
2,0
1,8
1,5
1,3
2,4
3,4
4,0
2,6
2,8
2,4
2,2
2,8
4,2
5,0
5,3
3,5
2,5
2,1
1,9
2,8
3,9
4,9
5,2
3,4
2,2
1,6
1,4
1,9
3,1
3,9
3,8
2,9
1,6
1,4
1,2
1,5
2,4
3,1
3,1
2,2
1,6
1,3
1,1
1,5
2,3
3,0
3,0
2,1
1,7
1,5
1,3
1,3
2,5
3,4
3,5
2,2
1,9
1,6
1,7
1,4
2,4
3,1
3,1
2,3
1,8
1,7
1,6
1,6
2,0
2,7
2,2
2,1
1,6
1,5
1,4
1,4
1,4
2,1
2,0
1,8
Обычный суточный ход скорости ветра хорошо выражен при антициклонической и малооблачной погоде и значительно слабее при циклонической пасмурной. Суточные изменения скорости
ветра наиболее существенны в переходные сезоны и летом. В это время года днем ветер бывает почти
в 2–3 раза сильнее, чем ночью. Зимой суточный ход скорости ветра выражен слабо. В суточном ходе
22
Физика, математика, техника, технология
наименьшая скорость ветра наблюдается ночью, наибольшая – днем (11–15 ч). Средняя суточная амплитуда скорости ветра зимой составляет 0,4–0,8 м/с, а скорость ветра в течении суток колеблется от
1 до 2 м/с. Наибольшая изменчивость скорости ветра в течение суток отмечается в апреле–мае
(рис. 3 ). Днем средняя скорость ветра составляет 2–3 м/с, ночью она увеличивается до 4–5 м/с, в отдельные годы достигает 7 м/с.
Рис. 3. Суточный ход скорости ветра. Январь, апрель, июль, октябрь
1
3
2
8
4
5
6
7
7
Рис. 4. Схема нетрадиционной ветроустановки
1 – ветрогенераторный блок; 2 – щит управления ветрогенераторным блоком; 3 – щит распределения нагрузки;
4 – входной электрощит; 5 – блок преобразователя; 6 – аккумуляторная батарея;
7 – электропотребители (нагрузка); 8 – компрессорная установка (доп. элемент)
23
Ученые записки ЗабГГПУ
Вывод:
Ввиду отсутствия постоянного ветрового потока, характеризующегося порывистостью ветра, в
суровых природно-климатических условиях Забайкальского края предлагается комбинированная
ветроустановка нетрадиционного типа (рис. 4).
Применять ветрогенераторные установки необходимо только в тех районах Забайкальского края,
где присутствует ветровой поток, скорость которого не ниже 2,0 м/с и частота вращения ветрового
колеса составляет 300–600 об/м. По справочным данным управления гидрометеорологической службы по Забайкальскому краю, наиболее сильно проявляется ветровой поток в западном и северозападном направлении. Из графика видно, что ветровой поток присутствует на протяжении всего
календарного года. Анализ повторяемости скорости ветра по градациям и направлениям показал,
что скорость ветрового потока достаточна для стабильной работы нетрадиционной ВГУ (ветрогенераторной установки), и вполне применима для реализации в народном хозяйстве.
Список литературы
1. Литвиненко А. М. Пособие по изготовлению ветрогенераторов. М.: Энергия, 1996. 120 с.
2. Агапов В. А., Карасева А. А. Ветродвигатели // НефтьГазпромышленность. М., 2003. 320 с.
3. Кузнецов Н. Л. Надежность электрических машин: учеб. пособие для вузов. М.: Изд. дом МЭИ, 2006. 432 с.
4. Научно-прикладной справочник по климату СССР. Вып. 23. Бурятская АССР; Читинская область; Ленинград: Гидрометеоиздат 1989.
5. Смирнова Н. С., Солдатова Г. А. Климат Читы. Ленинград: Гидрометеоиздат, 1982. 246 с.
УДК 370.179.1
ББК Ч 426.24/29
В. А. Далингер
Организация учебно-исследовательской деятельности учащихся
в процессе обучения математике
В статье выявлена сущность учебно-исследовательской деятельности учащихся в процессе изучения математики и развивающий характер этой деятельности. Автор рассматривает основные признаки учебного исследования, условия и факторы, способствующие активизации учебно-исследовательской деятельности учащихся;
подробно описывает систему действий учителя, который является организатором систематической самостоятельной деятельности учащихся. При этом особое внимание уделяется принципам организации учебного процесса, одним из которых является разработка творческих заданий, требующих нестандартных решений. Статья
завершается оригинальной системой таких заданий по теме «Дроби и действия над ними»
Ключевые слова: учебно-исследовательская деятельность, поисковая познавательная деятельность, проблемная ситуация, учебно-исследовательские задачи.
V. A. Dalinger
Organization of academic and research activities in the process of mathematics teaching
The essence of pupils’ educational and research activities in the process of studying mathematics and the developmental nature of these activities are shown in the paper. The author examines the basic characteristics of educational
research, conditions and factors contributing to activation of pupils’ educational and research activities, describes in detail a system of teacher’s actions organizing pupils’ systematic independent search activities. Special attention is given to
the principles of organizing the learning process which include the development of creative tasks calling for non-typical
solutions. The paper ends with an original system of these tasks on the subject ―Fractions and actions with them‖.
Key words: educational and research activities, educational research, problem situation, search cognitive activities,
educational and research tasks.
Модернизация образования в базовом звене – общеобразовательной школе – предполагает создание условий для повышения качества общего образования через использование эффективных методов обучения, обеспечение дифференциации и индивидуализации образования, введение предпрофильного и профильного обучения, системы государственной оценки качества образования и др.
Модернизация общего образования в целом включает и реформирование математического образования.
24