Исследовательский проект ''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.

Расход и стоимость электроэнергии в МБОУ СОШ №14

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)

           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
• http://ppt4web.ru