Энергосбережение и экология

Муниципальное бюджетное

общеобразовательное учреждение

средняя общеобразовательная школа №14 г. Азова

Школьное научное сообщество.

Секция «ФИЗИКА»

Исследовательский проект

« Энергосбережение и экология».

Авторская группа: обучающиеся 8-А:

Баннов Игорь,

Новосельцева Александра,

Шрайнер Сергей,

Нестерова Аида,

Симвулиди Кирилл

Учитель физики

Бойко Евгения Анатольевна.

2014г

Энергосбережение и экология».

Содержание.

1.Цель исследования: Нахождение путей экономии электроэнергии в школе, дома.

2..Методика исследования: изучение технической литературы, соцопрос, получение информации у специалистов, поиск информации в Интернете, наблюдения, замеры, вычисления.

3.Введение.

4. Исследования проектной группы.

• Потребление электричества в образовательном учреждении

• Потребление электричества в семье.

• Сравнение параметров осветительных приборов.

5. Расчеты и предложения.

6 .Эколого-просветительские материалы.

7. Выводы и .предложения по энергосбережению.

Введение.

Рождение энергетики произошло несколько миллионов лет тому назад, когда люди научились использовать огонь. Огонь давал им тепло и свет, был источником вдохновения и оптимизма, оружием против врагов и диких зверей, лечебным средством, помощником в земледелии, консервантом продуктов, технологическим средством и т.д. На протяжении многих веков огонь поддерживался путем сжигания растительных энергоносителей (древесины, кустарников, камыша, травы, сухих водорослей и т.п.), а затем была обнаружена возможность использовать ископаемые вещества: каменный уголь, нефть, сланцы, торф.

. Без освоения различных видов энергии человек не способен полноценно существовать. Это способствует расширению сферы применения электрической энергии и тем самым увеличивает ее потребление, но с другой стороны в эпоху, когда неограниченное использование невозобновляемых энергетических ресурсов несет опасность для будущих поколений, актуальными задачами становятся разработки энергосберегающих технологий и приемов энергосбережения в жизни.

Группа обучающихся 8-а класса исследовала потребление электроэнергии учебным заведением и своими семьями, чтобы найти способы экономи личных и государственных денежных средств , а также природных ресурсов.

Изучение проблем мы начали опроса населения разного возраста.

Соцопрос.

1. Нужно ли в XXI веке экономить потребление электроэнергии?

(да, нет, затрудняюсь ответить)

2. Знаете ли Вы, что потребление электрической энергии влияет на экологическое состояние планеты? ( да, нет, затрудняюсь ответить)

Из опроса видно: 1) население понимает необходимость экономии расхода энергии, но знают 1-2 способа сокращения расхода электричества; 2) значительная часть населения не видит , что сегодня остро стоит проблема охраны окружающей среды. В проекте мы покажем экономическую связь энергосбережения и рационального использования природных ресурсов.

В ходе исследования были учтены приборы потребления электроэнергии в школе , за исключения столовой. Основными потребителями в школе являются: осветительные приборы, технические средства обучения.

Количеств о энергопотребляющих приборов в школе.

Лампы накаливания

Энергосберегающие лампы

Технические средства обучения

1 этаж

67 в кабинетах,

40 рекреациях

38

Секретарь, директор

2 этаж

117 кабинетах,

32 рекреации

52

201, 202, 204, 205, 207, 206, 209, 216, бухгалтерия, психологи, библиотека, учительская

3этаж

145

20

301,302, 304, 305, 307

4этаж

130

401, 403, 404, 405, 407

Столовая

56

«Звездный зал»

16

Мастерские

2

36

Холл

14

Спортивный зал

2

24

Туалеты

32

Лестницы

16

Итого

669

170

80

Расход и стоимость электроэнергии в МБОУ СОШ №14

2013

Расход (кВт*ч)

Стоимость (руб.)

Финансирует государство.

1 квартал

23230

108337,51

2 квартал

16810

78988,77

3 квартал

13080

68917,52

4 квартал

23497

125204,62

Всего за год

76607

381448,42

2014 1 квартал

25080

133581,59

Наши расчеты

• Среднее время работы электрических потребителей 8 часов.

в период с ноября по март 8 час.

• При одинаковой светоотдачи лампа накаливания потребляет энергии в 5,4 раза больше, чем энергосберегающая лампа

. 75Вт : 14Bт = 5,4

• Мощность потребления:

670 ламп*75Вт= 50250Вт ≈ 50кВт (лампы накаливания)

170 ламп*14Вт=2380Вт ≈ 2,4кВт (энергосберегающие лампы)

Технические средства 50*18(ноутбук)+10*150(компьютер) +10*300(проектор) + 10*150(принтер)+неучтенные …≈8кВт

Осветительные приборы в кабинетах работают :

В 1 смене с 7-30 утра до 11часов занято 32 кабинета.

Во 2 смене с 15 до 18-30 часов занято 24кабинета.

Анализируя данные расхода электроэнергии мы поняли , что они велики. Возможные пути сокращения расхода электроэнергии:

• Замена ламп накаливания энергосберегающими лампами.

• Сокращение времени неэффективного использования осветителей.

Произведем расчет экономии при замене 30% ламп накаливания на энергосберегающие.

1. 30% от 670 ламп накаливания ≈ 200ламп

2. 200*14Вт (мощность 1 лампы энергосбережения) ≈ 2800Вт ( 2.8кВт) общая потребляемая мощность

3. 2.8кВт*8часов работы*25.5 рабочих дней в месяце*4,77руб/кВт (тариф)=2700 рубля в месяц стоимость потребления замененных ламп.

4. Эти 200 ламп дают фактические затраты за месяц

(200*75Вт*8 час* 25.5 дней* 4.77руб/кВт):1000≈ 14700рублей.

5. Экономия может быть 14700руб - 2800руб = 11900рублей

Бытовые расходы электроэнергии..

Каждая семья оказывает определённое воздействие на окружающую среду. Она подключена к единому каналу системы жизнеобеспечения электрическим и тепловым сетям, водопроводу, газопроводу, через торговые, бытовые и коммунальные организации и предприятия. При изучении физики мы познакомились с расчетом расхода и стоимости электроэнергии. Сравнивая показатели в оплате семей одноклассников, мы обнаружили очень большую разницу в потреблении электричества. Причина этого не только количество приборов потребления, но и культура пользования. Участвуя в проекте, три семьи одноклассников следили за показателями счетчиков, контролируя расход электричества. Нет, наши семьи не сидели в темноте, просто следили , чтобы вовремя выключали свет в прихожей, ванной комнате, вынимали зарядное устройство телефона, ноутбука из розетки, компьютер ставили на режим «сон», стиральную машину не использовали с перегрузом и полупустую. За год получается вполне приличная экономия. Можно экономить ещё больше, если заменить лампочки в люстре на энергосберегающие, поставить выключатель на два режима включения, в ванной, кладовой, туалете на обычные лампы меньшей мощности.

Анализируя платежные документы семей, мы выяснили, что к началу проекта семья из 4 человек за год расходовала 3012квт/час, в среднем за месяц 251 квт/ч, за день 8,3 квт/ч. В ходе проекта, который длился с января по апрель в семьях к рациональному расходу электроэнергии отнеслись с пониманием и следили , чтобы не было перерасхода. В режиме экономии израсходовано в месяц 231квт/ч, за день 7,7 квт/ч, экономия 0,6 квт/ч в день. Экономия составила за год 240 квт/ч на в сумму 960 руб. (Тариф 3,6 руб*кВт/ч)

Количество членов семьи

Годовой расход

кВт/ч

Месячный расход

кВт/ч

Ежедневный расход .

кВт/ч

Режим экономии расхода электроэнергии (январь-март)

Экономия семьи за год

Месячный расход

кВт/ч

Ежедневный расход

кВт/ч

Экономия кВт/час

4

3012

251

8,3

231

7,7

0,6

960 руб.

3

2040

170

5,7

151,5

4,9

0,8

1187 руб.

2

1536

127

4,3

110

3,7

0,6

924 руб.

Немногим более100 лет, используется лампа накаливания. Старая добрая «лампочка-груша» с ее теплым приятным светом и сегодня для многих продолжает оставаться символом искусственного света. Такие ее качества, как простота, доступность и универсальность объясняют ее большую популярность.

Проанализировав имеющуюся информацию, мы выделили преимущества и недостатки ламп накаливания.

Преимущества лампы накаливания:

• Налаженность в массовом производстве

• Доступная стоимость

• Небольшие размеры

• Быстрый вход на рабочий режим

• Отсутствие токсичных компонентов, и как следует отсутствие необходимости в инфраструктуре по сбору и утилизации

• Непрерывный спектр излучения.

• Морозостойкость.

Недостатки лампы накаливания:

• Низкая световая отдача. (3-5% света от энергопотребления

• Срок службы около 1000 часов

• Основная причина и перегорания - повышение напряжения

• При 230В срок службы уменьшается до 570 часов, при 240В - до 200 часов. В школе напряжение ≈ 240В из-за близости школы к трансформатору преобразующего 6кВ до напряжения бытового пользования.

• Хрупкость и чувствительность к удару.

• Высокая пожароопасность

.

Для тех, кто хочет сэкономить деньги на электричестве и не хочет мириться с расточительством ламп накаливания, была придумана так называемая люминесцентная (или энергосберегающая) лампа - КЛЛ,

Как и в обычной люминесцентной лампе, в КЛЛ есть газоразрядная трубка, заполненная аргоном, и пускорегулирующее устройство (стартер). Вся эта конструкция усажена в стандартный цоколь диаметром 27 или 14 мм, что позволяет вкручивать ее в патрон любой люстры, бра или светильника

Сама лампа, как и следует из названия, выглядит довольно компактной и аккуратной. Из-за того, что между U-образной (или спиралевидной) колбой и цоколем находится электронный стартер, высота лампы немного больше обычной. чаще всего она не превышает 15 - 16 см.

Если в лампе накаливания светит раскаленная вольфрамовая нить, в КЛЛ свет образуется совершенно иначе. Вначале внутри лампы появляется невидимое ультрафиолетовое излучение. Нанесенные же на внутренние стенки колбы специальные вещества - люминофоры - преобразуют ультрафиолет в видимый свет . До недавнего времени люминесцентные лампы мало использовались в жилых комнатах, поскольку были только трубчатыми и давали холодный бестеневой свет. Сегодня же благодаря изобретению компактных ламп и новых люминофоров появился боле широкий выбор ламп.

Информация для размышления.

• В России произведено в 2010 году 8600 млрд кВт*час

• Для выработки 1000 кВт* час необходимо сжечь 300 кг каменного угля и 240 л мазута.

За год можно сберечь около 2495кВт*час *10месяцев = 24950кВт*час

В предложенном режиме энергосбережения школой будет сэкономлено

24950кВт*ч *0,3т = 7,485 тонн угля и 6 м³ мазута.

В Азов электричество поступает произведенное Новочеркасской тепловой газотурбинной электростанцией, которая работает на низкосортном угле , газе и мазуте. Выработка электроэнергии составляет около 2 млн кВт*часов в год. Ежедневно для производства необходимо 25 большегрузных вагонов топлива по 60 тонн.

Расчеты показывают, что только для электропотребления школой, в год необходимо сжечь 23 тонны угля. Если использовать предложенный режим экономии расхода потребления, то это сократит сжигание топлива примерно на 7,5 тонн. Кажется такая маленькая цифра, но в масштабах государства с выработкой 8600 млрд кВт*час , если каждая семья, каждая организация будет экономить 3% энергии, то не сгорят лишние 77, 4 млн.тонн угля . Значит воздух будет чище, мы и наши потомки - земляне, здоровее. Ученые медики констатируют, что здоровье населения напрямую связано с ухудшающейся экологической обстановкой. Наибольшая антропогенная нагрузка на окружающую среду наблюдается в пределах Ростовской агропромышленной агломерации, в которую входят такие крупные города, как Ростов-на-Дону, Таганрог, Новочеркасск с Новочеркасской ГРЭС, Азов, а также Батайск и Аксай. Экологическая ситуация в этих городах в целом может быть оценена как критическая, а в промышленных зонах Новочеркасска, Ростова-на-Дону, Азова - как кризисная.

Ученые - климатологи заявляют о изменении климата Земли, как следствие парникового эффекта на планете.

Парниковый эффект - повышение температуры нижних слоёв атмосферы по сравнению с эффективной температурой, наблюдаемой из космоса.

Следствием парникового эффекта является сглаживание температурных контрастов, как между полярными и экваториальными зонами планеты, так и между дневными и ночными температурами. Основными парниковыми газами являются водяной пар, углекислый газ, метан и озон.Главный источник выбросов СO₂ в атмосферу - электростанции, автомобили и промышленные предприятия. При сжигании ископаемых видов топлива образуется около 80% общего мирового объема выбросов СO₂ в атмосферу.При сжигании угля в топках котельных и электростанций в воздух поступают вместе с дымом сажа, сернистый газ, угарный газ и зола, представляющая собой негорючие минеральные примеси. В малосернистой нефти и мазуте нет золы, но зато выделяют в 3 раза больше серного ангидрида.

Мы рекомендуем:

• В быту использовать культуру экономии энергосбережения.

• Вести в школе просветительскую работу по энергосбережению,

• Организовать в школе «энергетический» патруль.

• В классном самоуправлении ввести должность «Ответственный за рациональное использование осветителей».

• Участвовать в сохранение зеленых насаждений.

• Участвовать в ежегодной акции «час Земли».

Выводы. Наше исследование помогло нам понять значимость темы и определить жизненную позицию. Администрация учебного заведения заинтересовалась результатами наших исследований. В настоящее время экономисты произвели расчет применения энергосберегающих приборов в местах массового пребывания детей и подали заявку на их приобретение.

Литература и источники информации.

• «Физика 8» учебник для общеобразовательной школы Издательство «Мнемозина» ,Н.М.Шахмаев, А.В.Бунчук

• ВЕСТНИК ЮЖНОГО НАУЧНОГО ЦЕНТРА Том 9, № 3, 2013, МЕДИЦИНА. «АНАЛИЗ ВСТРЕЧАЕМОСТИ ОНКОЛОГИЧЕСКИХ ЗАБОЛЕВАНИЙ В РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ.

• wikimapia.org

• ru.wikipedia.org

• ppt4web.ru