§38 Кліматичні ресурси - Довгань

• Назад до змісту

🗣️ ВИСЛОВІТЬ ВЛАСНУ ДУМКУ

Які нові знання про кліматичні ресурси ви здобули? Чи вплинули вони на ваші погляди або рішення в повсякденному житті?

Я дізнався, що кліматичні ресурси — це не просто погода за вікном, а цілком конкретні речі: енергія сонця та вітру, а також волога. Наприклад, я тепер знаю, що кількість сонячної енергії, яку отримує територія, може сильно відрізнятися. Ще я зрозумів, що клімат не є сталим, він змінюється.

Ці знання, чесно кажучи, змусили мене задуматися. Раніше я не пов’язував вимкнене світло в кімнаті з якимись глобальними процесами. А тепер я розумію, що, економлячи електроенергію, ми менше навантажуємо природу. Коли бачу сонячний день, то думаю про сонячні панелі, а коли йде дощ — про те, що це поповнюються наші запаси води. Це змушує мене бути трохи відповідальнішим у повсякденних дрібницях.

🔍 ПЕРЕВІРТЕ ТА ОЦІНІТЬ СЕБЕ

1. Що таке агрокліматичні ресурси? Які показники їх характеризують?

Агрокліматичні ресурси — це особливості клімату, які дозволяють вирощувати певні культурні рослини. Їх характеризують такі показники:

• Сума активних температур (сума середньодобових температур повітря вище +10 °C за час зростання рослин).
• Тривалість періоду з активними температурами (кількість днів у році, коли температура перевищує +10°C).
• Коефіцієнт зволоження (показує, наскільки ефективно ґрунт утримує вологу для рослин).

2. На конкретних прикладах доведіть вплив кліматичних ресурсів на сезонність землеробства.

Кліматичні ресурси визначають початок, тривалість сільськогосподарського сезону та обсяги врожаїв. Наприклад, у північних районах (Полісся) достатня або надмірна волога та середній рівень тепла сприятливі для вирощування холодостійких культур, як-от льон-довгунець, картопля, жито. У середній смузі (Лісостеп) більша теплозабезпеченість і достатнє зволоження дозволяють вирощувати озиму пшеницю, кукурудзу, соняшник та цукровий буряк. На Південному березі Криму найдовший період вегетації дає змогу вирощувати субтропічні культури.

3. Назвіть позитивні й негативні наслідки змін клімату для сільського господарства України.

Позитивні наслідки:

• Збільшення суми активних температур дозволяє збирати два врожаї овочів за сезон.
• Створюються умови для вирощування нових для України культур.

Негативні наслідки:

• Зменшення опадів та частіші посухи, особливо на півдні та сході, збільшують ризики для рослинництва і тваринництва.
• Виникає потреба у додаткових витратах на зрошення (меліорацію), що робить продукти дорожчими.

4. Охарактеризуйте передумови розвитку сонячної та вітрової енергетики в Україні.

Сонячна енергетика (СЕС): Для промислового виробництва електроенергії сонячну енергію найдоцільніше використовувати у південній частині, де найбільша кількість сонячної радіації. Найбільш перспективними є Крим, степова частина, а також Донецька, Запорізька, Миколаївська, Херсонська та Одеська області.

Вітрова енергетика (ВЕС): Вітрові електростанції доцільно встановлювати в гірських районах, на узбережжях морів і водосховищ, на відкритих степових ділянках. Великий потенціал для ВЕС мають узбережжя та шельф Чорного й Азовського морів, мілководдя дніпровських водосховищ, степові області та гористі райони Карпат і Криму.

5. Які переваги має сонячна та вітрова енергія порівняно з традиційними джерелами?

Основні переваги сонячної та вітрової енергії полягають у тому, що вони є невичерпними та не забруднюють навколишнє середовище, на відміну від викопного палива (вугілля, нафти, газу).

👀 ОБЕРІТЬ, ЩО ВАМ ЦІКАВО

1. Зберіть інформацію про зміну ціни одного з харчових продуктів залежно від кліматичного сезону (наприклад, полуниця, картопля, яйця, олія, цукор). Визначте, у які сезони ціна зростає, а в які знижується, і простежте різницю ціни.

Ціна на картоплю в Україні має чітко виражену сезонну залежність, яка пов’язана з періодами збору врожаю та умовами його зберігання.

• Осінь (вересень-листопад): Це період масового збору врожаю, тому пропозиція на ринку є максимальною. В результаті ціни на картоплю є найнижчими протягом року, особливо в листопаді.
• Зима (грудень-лютий): Ціни починають поступово зростати. Це пов’язано з тим, що зберігання картоплі потребує додаткових витрат (наприклад, на обладнання складів), а також частина врожаю псується, що зменшує пропозицію.
• Весна (березень-травень): Зростання цін продовжується і досягає свого піка. Запаси старої картоплі закінчуються, а на ринку з’являється молода картопля, яка традиційно значно дорожча.
• Літо (червень-серпень): Ціни починають знижуватися в міру того, як на ринку збільшується пропозиція молодої картоплі нового врожаю.

Різниця в ціні може бути суттєвою: вартість картоплі наприкінці весни може бути в 1.5-2 рази вищою, ніж восени після збору врожаю.

2. Дослідіть, як в Україні використовують різні види кліматичних енергетичних ресурсів (сонячна, вітрова). Підготуйте інфографіку, що висвітлює їхні переваги та недоліки, а також перспективи розвитку.

В Україні активно розвивають сонячну та вітрову енергетику як альтернативу традиційним джерелам енергії. Це допомагає зменшити залежність від викопного палива та позитивно впливає на екологію.

• Сонячна енергетика: Найбільш перспективними для її розвитку є південні та центральні області України, де найбільша кількість сонячних днів на рік. Сонячні електростанції (СЕС) будують як для промислових масштабів, так і для приватних домогосподарств.
• Вітрова енергетика: Найкращі умови для будівництва вітрових електростанцій (ВЕС) — це прибережні райони Чорного та Азовського морів, а також гірські райони Карпат, де дмуть сильні та стабільні вітри.

Нижче наведено порівняльну інфографіку переваг, недоліків та перспектив цих двох видів енергії.

🤝 РОБОТА В ГРУПІ

Підготуйте проєкт «Установлюємо сонячні батареї на даху будинку».

1. Типи сонячних батарей

Існує три основні типи сонячних панелей, кожен з яких має свої особливості:

• Монокристалічні: Найбільш ефективні (ККД 15-22%), оскільки виготовлені з цілісних кристалів кремнію. Вони мають однорідний темний колір. Добре працюють навіть при слабкому освітленні, але є найдорожчими.
• Полікристалічні: Мають меншу ефективність (ККД 13-16%) через те, що виготовлені з переплавлених кристалів кремнію. Їх легко впізнати за синім кольором та неоднорідною структурою. Вони дешевші за монокристалічні, але потребують більшої площі для вироблення тієї ж кількості енергії.
• Тонкоплівкові (аморфні): Найменш ефективні (ККД 6-10%), але й найдешевші. Вони гнучкі та легкі, що дозволяє встановлювати їх на будь-які поверхні.

2. Оцінка споживання електроенергії

Середньостатистична українська сім’я з 3-4 осіб споживає приблизно 250 кВт·год електроенергії на місяць. Цей показник може змінюватися залежно від кількості електроприладів, сезону та звичок родини.

3. Визначення продуктивності сонячної батареї

Для прикладу візьмемо сонячну електростанцію (СЕС) потужністю 5 кВт. У середньому в центральному регіоні України така станція може виробити близько 5500 кВт·год електроенергії на рік. Цей показник сильно залежить від сезону: влітку виробництво буде значно вищим, а взимку — нижчим. Наприклад, у Києві приблизно 180 сонячних днів на рік. У ці дні станція може виробляти близько 600 кВт·год на місяць. В інші, хмарні дні (приблизно 185 днів), виробництво в середньому не перевищує 30 кВт·год на місяць.

4. Розрахунок витрат на встановлення

Приблизні витрати на встановлення СЕС потужністю 5 кВт “під ключ” (включаючи вартість обладнання, монтажні роботи та оформлення документів) складають близько 200 000 грн.

5. Розрахунок економії

Припустимо, що тариф на електроенергію становить 4.5 грн за 1 кВт·год.

Розрахуємо річну економію, якщо ви не продаєте електроенергію, а лише споживаєте її для власних потреб.

• Економія в сонячні місяці (приблизно 6 місяців): станція виробляє більше, ніж ви споживаєте, тому ви покриваєте свої потреби повністю.

  250 кВт·год/міс × 4.5 грн/кВт·год × 6 міс = 6750 грн

• Економія в хмарні місяці (приблизно 6 місяців): станція виробляє менше, ніж потрібно, тому економія буде лише на згенерованих кіловатах.

  30 кВт·год/міс × 4.5 грн/кВт·год × 6 міс = 810 грн

• Загальна річна економія:

  6750 грн + 810 грн = 7560 грн

6. Термін окупності

Варіант 1: Без продажу електроенергії (“зелений тариф”)

Обчислимо, за скільки років інвестиція окупиться, якщо використовувати енергію лише для себе.

Термін окупності = Початкові витрати / Річна економія

200 000 грн / 7560 грн/рік ≈ 26.5 років

Варіант 2: З продажем надлишків за “зеленим тарифом”

Тепер розрахуємо окупність, якщо надлишки продавати державі. Важливо: тариф на продаж зазвичай нижчий, ніж на купівлю. Припустимо, “зелений тариф” становить 2.6 грн/кВт·год.

Річна економія на власному споживанні залишається такою ж: 7560 грн.

Дохід від продажу надлишків: надлишок є лише в сонячні місяці.

• Щомісячний надлишок: 600 кВт·год (вироблено) - 250 кВт·год (спожито) = 350 кВт·год
• Річний дохід: 350 кВт·год/міс × 2.6 грн/кВт·год × 6 міс = 5460 грн

Загальна річна вигода:

7560 грн (економія) + 5460 грн (дохід) = 13 020 грн

Термін окупності:

200 000 грн / 13 020 грн/рік ≈ 15.4 років

Тут ще варто врахувати, що тариф для населення (4.5 грн) може зростати, а це прискорить окупність.

7. Переваги та недоліки встановлення сонячних батарей

Переваги:

• Економія грошей: Після того, як батареї окупляться, ви отримуєте практично безкоштовну електроенергію і значно зменшуєте свої комунальні рахунки.
• Екологічність: Сонячні панелі не спалюють паливо і не роблять шкідливих викидів в атмосферу, допомагаючи боротися зі зміною клімату.
• Енергетична незалежність: Ви стаєте менш залежними від загальних електромереж, підвищення тарифів та можливих відключень світла.
• Довговічність: Сучасні сонячні панелі служать дуже довго, зазвичай виробники дають гарантію на 25 років і більше.
• Державна підтримка: В Україні існують програми, що заохочують встановлення сонячних панелей, наприклад “зелений тариф”, який дозволяє продавати надлишки електроенергії державі.

Недоліки:

• Висока початкова вартість: Потрібно одразу вкласти велику суму грошей у купівлю та монтаж обладнання.
• Залежність від погоди та часу доби: Панелі не виробляють енергію вночі, а в похмурі дні їхня ефективність значно знижується.
• Довгий термін окупності: Повернення вкладених грошей може багато років, залежно від потужності станції та вашого споживання. А якщо не продавати по зеленому тарифу то й взагалі невигідна інвестиція.
• Потреба у вільному місці: Для встановлення панелей потрібна значна площа на даху або на землі, яка добре освітлюється сонцем.
• Проблема утилізації: Через 25-30 років старі панелі потрібно буде правильно утилізувати, що є екологічною проблемою, яка поки що не має простого рішення.