ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ И ВОЗМОЖНОСТЬ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ

   Всероссийская очно-заочная научно-практическая конференция

«Мир моих физических и астрономических исследований-2012»

Направление:

«Мир моих теоретических исследований в области физики»

«Энергосберегающие технологии и возможность их применения»

Автор: Гладышева Анастасия,   

МБОУ-лицей, 10 класс

г. Татарск Новосибирской области

Научный руководитель:

Акентьев Валерий Иванович,

учитель высшей квалификационной категории

Контактный телефон рук.  8(38364)20139

г. Татарск, 2012 год

Содержание

Введение…………………………………………………………………3

Нужно ли применять энергосберегающие технологии в России?..................................................................................................... 4

Энергосберегающие технологии в сфере ЖКХ………………………………………………………………………5

Строительство………………………………………………………… .. 8

Энергосберегающие технологии в быту ……………………………….9      

Практическая часть………………………………………………………………………12

Социологический опрос………………………………………………………………………13

Заключение.……………………………………………………………….15

Приложение..……………………………………………………………...17

Литература…………………………………………………………………25

Введение

   Актуальность

    В современном мире вопросы энергосбережения и экономии электроэнергии стоят как никогда остро. Особенно это касается нашей страны, где потери электроэнергии достигают десятки процентов. "Утечки" происходят повсеместно: в ЖКХ (на бытовом уровне), в промышленности, в топливно-энергетическом комплексе... Поэтому потенциал энергосбережения России очень высок.

   А если учесть тот факт, что спрос на энергоресурсы постоянно растёт, повышаются тарифы на них, а также происходит ухудшение экологической ситуации, стремительно сокращаются запасы полезных ископаемых (нефти, угля, газа) - в этой ситуации мероприятия по энергосбережению и энергосберегающие технологии важны как никогда!

  Так как меня волнует будущее России, эта тема мне показалась самой актуальной на данный момент!

  Цель:  повышение энергоэффективности для развития экономики страны и улучшения экологической ситуации.

Объект: энергосберегающие технологии.

Предмет: применение энергосберегающих технологий на практике.

Гипотеза: применение энергосберегающих технологий поможет предотвратить

1) ухудшение экологии России, 2) потери электроэнергии, 3) сокращение запасов полезных ископаемых, 4) большие затраты денежных средств на отопление, освещение и т.д.

Методы:  1) исследование, 2) наблюдение, 3) изучение,  4) опрос.

Для реализации данной цели необходимо решение следующих задач:

1) поиск среди средств массовой информации и других источников материала по данной теме;

2) исследование материала;

3) проведение и анализ социологического опроса.

Нужно ли применять энергосберегающие технологии в России?

    Россия – одна из самых расточительных стран в мире. Весь объем экспортируемых нами нефтепродуктов и нефти сравним с потенциалом энергосбережения в России. Перспективы энергосбережения в нашей стране огромны, нужно только рационально использовать энергоресурсы.

  Снижение потребления энергии позволит обеспечить при малых капитальных затратах, вкладываемых в развитие инфраструктуры, подключение новых потребителей, а также поможет в решении проблем, связанных с отчуждением санитарно-защитных зон, необходимых для строительства объектов генерации.

  Вопрос экологии - одна из важнейших задач энергосбережения. Один из самых действенных способов уменьшения влияния человека на окружающую среду – это повышение эффективности использования энергии, что подразумевает использование энергосберегающих технологий. Вся современная энергетика в первую очередь основана на использовании таких видов топлива как нефть, уголь, газ, то есть ископаемых, которые наиболее массивно воздействуют на окружающую среду. Добыча, переработка, транспортировка, сжигание, получение электроэнергии, тепла – все вместе это оказывает губительное влияние на экологический баланс нашей планеты.

   По данным Госстроя, средний расход тепловой энергии на отопление и снабжение горячей водой в России составляет 74 кг условного топлива на один квадратный метр в год, что в 2-3 раза превышает данные по Европе.  

   Увеличение концентрации парниковых газов и следствие этого - изменение климата, напрямую связано с «ископаемой» энергетикой. Именно поэтому разработка и внедрение новых энергосберегающих технологий в освещении, на транспорте, в теплоснабжении, и др., на данный момент является одним из самых важных для всего мира, и даже для обогащенной природными ресурсами России. 

  Энергосбережение для России уже давно переросло из популярного лозунга в насущную проблему, которую начинать решать необходимо прямо сейчас. Недостаток природного газа и электрических мощностей в период наступления морозов, глобальная мировая борьба с выбросами парниковых газов в атмосферу диктуют важность и необходимость кардинально изменить отношение к решению проблемы энергосбережения.   Поэтому я предлагаю применять энергосберегающие технологии повсеместно.                                                                                                                              

Энергосберегающие технологии в сфере ЖКХ

  В каждой сфере экономики потребление энергии разное. Сектор ЖКХ в списке «потребителей» занимает первое место: 20-30%. Отчасти можно объяснить это климатическими условиями, но ведь есть множество стран, где похожие климатические условия, но потребление энергии значительно ниже, чем в России. Можно с уверенностью сказать о том, что часть проблемы возникает от непродуманности в самой системе теплоснабжения, к примеру, использованная теплая вода стекает в канализацию, хотя вполне могла бы пойти на обогрев помещений. Но основной причиной возникновения проблемы энергоэффективности в России является низкая культура потребления – большинство жителей забывают о том, что энергетические ресурсы не вечные и экология природы тоже. Мы не уделяем этому должного внимания и бережливости.

  Повышение энергоэффективности в ЖКХ сделает эту отрасль не только более современной, но и позволит уменьшить расходы населения на коммунальные услуги, а так же повысит удобство и комфортабельность жилья.

Для обеспечения экономии топливных ресурсов при выработке электрической и тепловой энергии рекомендуется:

- использовать регенеративные и рекуперативные горелки и объемное беспламенное сжигание;

- производить настройку паровых или водогрейных котлов с применением газотурбинных установок, минимизировать величину продувки котла, регулярно производить очистку стенок котла от накипи;

- обеспечить эффективную работу дымоходов и систем удаления дыма;

- применять обоснованные режимы понижения температуры теплоносителя;

- повторно использовать пар в котлоагрегатах, осуществлять сбор и возврат конденсата в котел.

Энергосбережение в ЖКХ предусматривает и увеличение энергоэффективности теплосетей, которое может быть достигнуто разными способами:

- применение пенополиуретановой изоляции, асбоцементных труб, электрохимической защиты металлических трубопроводов, оптимизация их сечения при перекладке;

- применение специальных систем для проведения диагностики состояния трубопроводов;

- произведение замены кожухов отрубных теплообменников на центральных тепловых пунктах пластинчатыми;

- установка приборов учета тепла на вводе линий теплоподачи в здание;

- организация своевременного технического обслуживания тепловых сетей, устранение течей, проведение профилактических и ремонтных работ с применением современного оборудования и материалов;

- материальная заинтересованность обслуживающего персонала ЦТП и теплосетей по результатам показателей энергоэффективности.

Для повышения энергоэффективности электросетей и систем освещения может применяться:

- эффективная загрузка трансформаторов с исключением перегрузок;

- замена устаревших светильников и ламп на современные;

- использование современного электрооборудования и электроустановок;

- устранение утечек тока;

- своевременное обслуживание линий электропередач, замена изоляторов;

- экранирование, использование энергосберегающих систем для улучшения качества электроэнергии;

- применение установок для компенсации реактивной мощности в сети.

Повышение уровня энергоэффективности систем водоснабжения:

- применение современных технологий;

- произведение замены труб;

- автоматизация и оптимизация функционирования систем водоснабжения, диспетчеризация управления;

- установка приборов учета израсходованной воды;

применение современного оборудования и материалов.

Строительство

  Строительство - это одна из сфер, в которых энергосбережение и энергосберегающие технологии важны как никогда!

  При строительстве и реконструкции зданий для повышения энергоэффективности надо использовать эффективные теплоизоляции, снижать теплопотери через системы вентиляций путём установки теплообменников (рекуператоров), предназначенных для возврата тепла вытяжного воздуха обратно в здание. Помимо систем вентиляций, можно устанавливать современные оконные системы, балконные и входные двери, не допускающие инфильтрации (утечки) нагретого воздуха. Необходимо использовать котельные установки с повышенным КПД, а также приборы для поквартирного регулирования температурного режима.  Чтобы влияние климата свести к минимуму, нужно выбрать оптимальную форму здания, ориентировать его так, чтобы зимой оно получало необходимое солнечное тепло и свет, при этом стояло бы торцом к розе ветров. Так же использовать солнечные батареи, которые превращают солнечное излучение в тепло. Конечно, полностью заменить отопление солнечными батареями нельзя, так как в России достаточно суровый климат. Поэтому в дополнение с ними можно применять квартирные горизонтальные системы отопления, исключающие  прокладку стояков в комнатах и позволяющие  жильцу самому по желанию менять теплопоступление в квартиру и контролировать свое теплопотребление по тепло - или водосчетчику, устанавливаемому на вводе в квартиру аналогично электросчетчику. Квартирные системы могут выполняться из гибких металлопластиковых труб и подключаться по 2-трубной схеме к стоякам, прокладываемым по лестничной клетке.

  Массовый переход к строительству энергоэффективных зданий обеспечит солидную экономию средств жителям, существенную экономию энергетических ресурсов для экспорта, который дает основные поступления в федеральный бюджет, и положительный экологический эффект.

Энергосберегающие технологии в быту

  Первый шаг – это замена уже устаревших ламп накаливания. Заменять их можно на люминесцентные, их срок службы и световая отдача значительно выше и если вы не любитель выключать за собой свет, то при большей (чем у ламп накаливания) стоимости окупятся они достаточно быстро. В тех же участках вашего дома, где свет используется не так часто, лучше устанавливать энергосберегающие лампы. Они также стоят дороже ламп накаливания, но, имея сравнимую с ними световую отдачу, служат до 8 раз дольше и потребляют значительно меньше энергии. Галогеновые лампы также можно использовать как альтернативу традиционным лампам накаливания, но окупятся они не так скоро. Стоит заметить, что люминесцентные и энергосберегающие лампы экономят приблизительно одинаковое количество энергии, равное почти 60 процентам (по сравнению с лампами накаливания).

             Преимущества энергосберегающих ламп (приложение 1):

- увеличенный срок службы (до 12 лет при использовании 2,7 часа в сутки), благодаря усовершенствованной электронике;

- 80% энергосбережения в сравнении с обычной лампой;

- превосходная цветопередача и широкий выбор цветности.

Новая технология амальгамной дозировки обеспечивает высокую светоотдачу в течение всего срока службы, независимо от изменений температуры и угла расположения лампы.

 Второй шаг - использование энергосберегающих,  альтернативных систем отопления.

Система представляет собой устройство, которое в качестве источника нагрева воды использует неэффективно используемое тепло бытовых газовых плит. Дело в  том, что  плиты, в том числе и современные, имеют коэффициент полезного действия 59 %, то есть не менее чем 41 % тепла сгоревшего газа идет на непродуктивное нагревание окружающей среды. Это очень существенные потери, если учесть, что КПД остальных  газовых приборов, например котлов,  колеблется в пределах 92%.
      Согласно с техническим решением  проекта, непродуктивное тепло аккумулируется и передается на теплообменник системы горячего водоснабжения, который включает специальную газовую горелку, имеющую способность аккумулировать непродуктивное тепло сгоревших газов, дополнительный трубопровод с теплоносителем, систему подпитки и слива горячей воды. При включении горелки факел нагревает посуду, а  продукты сгорания аккумулируются и нагревают воду системы горячего водоснабжения. В результате использования такой технологии коэффициент использования тепла сгоревших газов приближается к 100%.

 Котел водяного отопления с одновременным сжиганием газового и твердого топлива также поможет решить проблему энергосбережения. Мощности по газу и по твердому топливу  регулируются в нём отдельно. Поэтому если у потребителя много дров, он загружает топку дровами, при этом газ не выключает, а уменьшает его до минимума. Котел при этом работает  в основном на дровах. Если дров нет, то просто увеличивается мощность горелки и котел работает на газу. 
      У потребителя появляется возможность непрерывного регулирования количества топлива, как газового, так и твердого. Он сознательно имеет возможность управлять подачей газа, экономить его. При этом экономия газа на котле достигает 100%. В промежуточном режиме экономия газа достигается путем периодического подбрасывания в топку твердого топлива,  например, разных твердых отходов, которые сжигаются до конца, благодаря наличию пионерского пламени  в топке. Таким образом, устройство имеет функцию котла-утилизатора отходов.

 Система отопления квартир воздушная представляет собой устройство, которое в качестве теплоносителя использует воздух.
      Согласно с техническим решением, газовая горелка нагревает воздушный канал, по которому циркулирует воздух естественным путем, или с помощью вентилятора. Система относится к классу печного отопления, однако печь здесь, как таковая, присутствует в другом нетрадиционном  виде.
      В результате использования такой технологии снижаются затраты на систему отопления, поскольку она не имеет радиаторов и котла, при этом снижаются расход газа, поскольку исключаются потери на теплоносителе –  воде. 

Третий шаг -  при покупке бытовых приборов стоит обращать внимание на потребляемую ими мощность. Я считаю, что политику энергосбережения следует проводить путём повышения культуры человека по бережному отношению к энергии.

Рекомендации по сбережению электроэнергии и тепла (приложение 2):

Уходя, гасите свет! Это простое действие должно стать для вас хорошей  привычкой.

Начните отключать электроприборы полностью, когда они не используются.

Если конфорка на плите деформировалась её нужно заменить.

Практическая часть

                                            Проведение опыта

 Для того чтобы доказать, что энергосберегающие технологии действительно необходимы, я решила провести опыт в пределах своей квартиры.

На первом этапе у меня в квартире были только лампы накаливания.

  Для проведения опыта:

- сняла показания счётчика;

- оплатила за энергопотребление в ОАО  «СибирьЭнерго»;

- получила квитанцию об оплате.

На втором этапе, я заменила все  лампы накаливания на энергосберегающие.  

 Для проведения опыта:

Сняла показания счётчика,

- оплатила за энергопотребление в ОАО  «СибирьЭнерго»;

- получила квитанцию об оплате.

На третьем этапе сравнила квитанции об оплате: на первой сумма составляла 295,6 рублей, а на второй 183,4 рублей.

В итоге:  получается, что я сэкономила 112 рублей 20 копеек.

Вывод: из проделанного опыта видно, что затраты на энергосбережение снизились почти на 50%. И если бы каждый человек нашей страны у себя в доме заменил лампочки, то хоть и не много, но поднялась бы экономика России. А небольшое поднятие экономики - это большой рывок к модернизации России и переходу к постиндустриальному периоду.     Вот какое масштабное значение сыграют маленькие лампочки для большой страны!

Социологический опрос

  Методика проведения социологического опроса по проблеме энергосбережения.

  Мною был проведен опрос подростков (обучающихся МОУ лицея города Татарска) и их родителей по заранее разработанной анкете, на большинство позиций которой были даны готовые предполагаемые ответы. На некоторые вопросы ответы не давались с тем, чтобы опрашиваемые предложили свой вариант ответа. В этом случае каждый полученный ответ записывала отдельно.

Опрос проводился анонимно. Используя данную анкету (приложение 3), было опрошено 56 школьников с 10 по 11 класс и 95 взрослых людей. Так как ответы взрослых и школьников записывала разным цветом, то была возможность подсчитать, как отвечали школьники и взрослые. Подсчитывались проценты ответов по каждой позиции для школьников, взрослых и общее число.

Анализ полученных результатов проводился по четырем возрастным категориям 15-18 лет, 19-35 лет, 35-50 лет и более 50 лет (диаграмма 1). При анализе некоторых вопросов я провела градацию: обучающиеся и взрослые. Опрос показал, что очень малое количество подростков (32%) слышали о том, что принят закон об энергосбережении. Среди взрослых этот процент выше, хотя многие слышали только о принятии данного закона, не зная при этом о содержании (диаграмма 2). Молодежь мало волнует проблема энергосбережения, практически ни одного подростка и очень мало взрослых волнует вопрос, связанный с проблемами энергоресурсов (диаграмма 3). К сожалению, вся электроэкономия сводится к экономии только семейного бюджета.

                                      Результаты социологического опроса.

  Данный опрос показал, что большинство респондентов (53% от общего числа) считают, что производство электроэнергии наносит вред окружающей среде. К сожалению, анализ вопросов показал, что в целом энергосбережение сводится к использованию энергосберегающих ламп. Хотя на квартиру приходится в основном только одна или две таких лампочки (52%). В первой возрастной категории  только 22% опрашиваемых показали, что они интересуются техническими характеристиками бытовых приборов, особенно тех свойств,  которые касаются энергосбережения. Более взрослая часть опрашиваемых ответила утвердительно на этот вопрос (49%). Кроме того, именно молодежь не желает менять используемые электрические приборы на аналогичные механические (67%). Мною изучался вопрос выключения лампочек и других бытовых приборов из сети, если они не используются или люди уходят из дома. Опрос показал, что в комнатах, где никого нет, свет обычно выключается, а вот приборы, особенно те, в которых есть энергосберегающий режим, так и остаются в сети (90% и 89%). Многие ответы взрослых и подростков по способам электросбережения совпали. Но опять же все сводится к тому, чтобы выключать свет, меньше использовать электроприборы. На данный вопрос можно было предложить свой вариант ответа, но только 10% опрашиваемых предложили альтернативные способы. В основном они сводились к тому, чтобы сделать окна пошире, стеклянные потолки. То есть данный вопрос показал, что все респонденты плохо информированы о различных способах энергосбережения и альтернативных источниках энергии (таблица 1).  В ходе опроса выяснилось, что многие дома спроектированы таким образом, что на лестничных площадках нет окон вообще. Поэтому необходимо круглосуточное использование освещения. Но свет не выключают днем даже там, где есть окна, и использование освещения в дневное время не требуется.

      На основании данного исследования можно сделать следующие выводы:

1. Население плохо информировано об энергосберегающих технологиях.

2. Первая возрастная группа, в которую вошли молодые люди от15-18 лет мало интересуется проблемами энергосбережения даже в пределах своей квартиры. Многие не знают какая часть семейного дохода идет на оплату электроэнергии.

3. Необходимо доводить до сведения потребителей информацию об энергетическом состоянии страны.

4. Воспитывать в любом возрасте ресурсосберегающее сознание, мышление, чувство ответственности.

Заключение

  Человек безмерно богат. Он владеет целой планетой, которая как бы дана в дар людям, планетой, идеально приспособленной для жизни.

  Приходя в мир, человек получает бесплатно в наследство бесценные дары: землю и воду, богатство недр, энергетические ресурсы, большие и малые реки, горы и бескрайние равнины, неповторимые ландшафты, леса, цветы, щедрые плоды земли, кормящие нас. Все это принадлежит людям. Все это наш с вами дом.

  Сохранить и правильно воспользоваться энергией - это главная задача для всего человечества!

  Многие развитые страны уже давно занимаются вопросом энергосбережения и активно используют энергосберегающие технологии повсеместно.  В России же до сих пор активно используют энергию, но не применяют никаких мер по её сбережению. А ведь ресурсы нашей страны не бесконечны! Поэтому России просто необходимо применение энергосберегающих технологий, тем более что потенциал их применения огромен.

Конечно, если начать применение энергосберегающих технологий прямо сейчас, полный переход произойдёт ещё не скоро.  Но ведь близко становится то, к чему идешь.

Приложение 1

Приложение 2

Приложение 3

Анкета

1. Ваш возраст?

     1. 15-18 лет.   2. 19-35.   3. 35-50.   4. более 50 лет.

2. Ваш пол?

      1. Женский.   2. Мужской.

3. Как вы относитесь к проблеме энергосбережения?

      1. Я стараюсь экономить.  2. Никогда не экономлю.  3. Не задумывался об этом.

4. Знаете ли вы, что принят Закон об энергосбережении?

      1. Да.    2. Нет.

5. Задумывались ли Вы, что в скором будущем встанет проблема получения энергии (нефть, газ, уголь)?

      1. Да 2. Нет 3. Иногда.

6. Считаете ли Вы, что производство любого вида электроэнергии наносит вред окружающей среде?

      1. Да.    2. Нет.    3. Не знаю. 

7. Есть ли у Вас в доме энергосберегающие лампочки (галогеновые или лампы дневного света)?

      1. Да.    2. Нет.    3. Только одна.

8. Если Вы не используете их, то какова причина?

      1. Дорого.    2. Не задумывался.    3. Мне не нравится. 

9. На что, по вашему мнению, в быту затрачивается наибольшее количество электроэнергии?

       1. Приготовление пищи.   2. Освещение.     3. Телевизор.     4. Стиральная машина.      5. Обогрев.   6. Телефон.   7. Холодильник.   8. Компьютер.   9. Магнитофон.                      10. Затрудняюсь ответить.

10. Перед покупкой электроприборов вы изучаете инструкцию и покупаете те модели, которые потребляют меньшее количество электроэнергии?

      1. Да.    2. Нет.    3. Редко.

11. По возможности вы пользуетесь ручными инструментами и приборами (например, миксером, мясорубкой, дрелью и т.п.), а не электрическими?

      1. Да.    2. Нет.    3. Иногда.

12. Всегда ли вы выключаете свет, когда он вам не нужен?

      1. Да.    2. Нет.    3. Иногда.

13. Выключаете телевизор или другую видео- и аудиоаппаратуру, когда вас нет в комнате?

      1. Да.    2. Нет.    3. Иногда.

14. Используете различные "хитрости" для энергосбережения?

      1. Да.    2. Нет.    3. Иногда.

15. Какой самый эффективный способ сбережения энергии?

      1. Выключать неиспользуемые приборы.    2. Выключать свет.

      3. Меньше использовать электроприборы.    4. Меньше смотреть телевизор. 

      5. Исправная проводка и приборы.       6. Меньше готовить на плите.

      7. Не пользоваться (без расшифровки).      8. Ничего не иметь.

      9. Использовать альтернативные источники энергии.    10. Не знаю.

16. Часто ли горит  свет в подъезде и на улице днем?

      1. Да.    2. Нет.     3. Иногда.

Приложение 4

Диаграмма 1

Диаграмма 2

Закон об энергосбережении

Диаграмма 3

Диаграмма 4

Диаграмма 5

Диаграмма 6

Диаграмма 7

Диаграмма 8

Диаграмма 9

                Таблица 1. Самый эффективный способ сбережения энергии?

Литература:

1. Бобылев С.Н., Ходжавев А.Ш. «Экономика природопользования. Учебное пособие», М.: ТЕИС, 1997 г.

2. Бушуев В.В. «Новая энергетическая политика России», М.: Энергоатомиздат, 1995 г.

3. Бушуев В.В. «Топливо - энергетический комплекс как часть Российской экономики», Энергия: экономика, техника, экология, 1995 г, № 3.

 4. «Научно-методические принципы энергосбережения и энергоаудита», т.1 Научно-методические принципы энергоаудита и энергоменеджмента, Наука, 2005 г.

4. «Основы энергосбережения», Энергосервис, 2007 г.

6. Троицкий А. «Энергосбережение: возможности и перспективы», Экономист. 1994 г., №2.