Исследовательская работа "Энергосбережение в ГБОУ СОШ с. Большой Толкай"

Тема

Энергосбережение в ГБОУ СОШ с Большой Толкай

                                                                                                      Выполнила Бобина Юлия Владимировна

                                                                                                                    ученица    9класса

                                                                                                                      ГБОУ СОШ с Большой Толкай  

                                                                                                                         Похвистневского района

                                                                                                                               Самарской области

                                                                                                             Руководитель Тараканова Татьяна

                                                                                                                                                    Васильевна

                                                                                                               Учитель математики и физики

                                                                 Содержание

    Введение ……………………………………………………………………………………………3-4

1. Немного истории энергосбережения………………………………………………………………..4

2. Анкетирование одноклассников…………………………………………………………………….5

3. Источники света……………………………………………………………………………………5-6

3.1. Лампа накаливания…………………………………………………………………………………6

3.2. Энергосберегающая лампа………………………………………………………………………....7

3.3. Светодиодные источники………………………………………………………………………….7

4. Сравнительная характеристика ламп………………………………………………………………..7

5. Расчет потребления электроэнергии и денежных затрат при использовании электролампочек разного типа……………………………………………………………………………………………..7

6. Достоинства и недостатки ламп накаливания, люминесцентных, энергосберегающих, светодиодных……………………………………………………………………………………………8

7. Расчет экономии электроэнергии и денежных средств в школе…………………………………..8

Заключение………………………………………………………………………………………………9

Список использованной литературы……………………………………………………………….9-11

Введение

Актуальность

Энергосбережение является одной из самых серьезных задач XXI века. От результатов решения этой проблемы зависит место нашего государства в ряду развитых в экономическом отношении стран и уровень жизни граждан. Россия не только располагает всеми необходимыми природными ресурсами и интеллектуальным потенциалом для успешного решения своих энергетических проблем, но и объективно является ресурсной базой для европейских и азиатских государств, экспортируя нефть, нефтепродукты и природный газ в объемах, стратегически значимых для стран-импортеров. Однако избыточность топливно-энергетических ресурсов в нашей стране не должна предусматривать энергорасточительность, потому что  только энергоэффективное хозяйствование при открытой рыночной экономике является важнейшим фактором конкурентоспособности российских товаров и услуг. Энергосбережение отнесено к стратегическим задачам государства.   Требуемые для внутреннего развития энергоресурсы можно получить не только за счет увеличения добычи сырья и строительства новых энергообъектов,  но и с меньшими затратами, за счет энергосбережения непосредственно в больших и малых населенных пунктах.    Стратегическая цель энергосбережения - это повышение энергоэффективности во всех отраслях, во всех поселениях и в стране в целом.

В период новейшей истории энергосбережения  РФ  вышла на качественно новый этап, поскольку были  предприняты первые попытки для реального, а не формального развития энергосбережения, хоть и с опозданием на несколько десятков лет. После принятия Федерального закона № 261 «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности» в декабре 2009г., нескольких заседаний Государственного совета, посвященных этому вопросу, соответствующих Постановлений Правительства РФ в январе 2011г. и начала реализации федеральных и региональных программ по энергосбережению.

      В начале 2010 года в Самарской области было создано Региональное агентство по энергосбережению и повышению энергетической эффективности (РАЭПЭ) для поддержки государственной политики и координации мероприятий по энергосбережению в Самарской области. 
При участии ГБУ СО «РАЭПЭ» разработана и реализуется областная целевая программа «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности в Самарской области на 2010-2013 годы и на период до 2020 года», проводятся специализированные консультационные семинары для представителей всех государственных учреждений Самарской области. Агентство организует энергоаудит объектов, проводит информационную политику на территории области, осуществляет мониторинг исполнения государственной политики по энергосбережению на областном и муниципальном уровнях.

Мне захотелосьвыяснить, как наша школа расходует энергоресурсы. Я решила написать работу на тему «Энергосбережение в ГБОУ СОШ с. Большой Толкай».

Гипотеза: в нашей школе энергоресурсы расходуются рационально.

Объект исследования: школа.

Предмет исследования: энергосбережение в школе.

Цель:определить способы эффективного использования энергоресурсов  в школе и проинформировать учащихся по этому вопросу.

Задачи:

1. Изучить историю вопроса.

2. Собрать информацию из различных источников по энергосбережению.

3. Провести опрос среди одноклассников «Экономны ли вы?»

4. Проинформировать одноклассников об энергоресурсах, энергопотреблении и экономии энергии, а затем учащихся других классов.

6. Сделать вывод.

Методы исследования: анкетирование, сбор информации, сравнительный анализ.

Практическая значимость: собранный материал можно использовать на уроках физики при изучении соответствующей темы.Работа раскрывает особенности применения энергосберегающей лампочки, и дает возможность  объективно оценить ее значимость, основываясь на рассмотренных фактах. Расчеты, представленные в работе, помогут администрации школы по-другому взглянуть на проблему замены источников света, что, в свою очередь, приведет к значительной экономии электроэнергии и денежных средств.

Ожидаемые результаты:

1. Овладение конкретными знаниями энергосберегающих технологий, необходимыми для решения проблемы дефицита электроэнергии.

2. Сокращение потребления энергии в школе

1. Немного истории энергосбережения.

Кратко историю энергопотребления можно изложить так: человечество начало с бережного использования возобновляемых источников энергии, но постепенно перешло к безрассудному использованию не возобновляемых источников. Вся история энергопотребления доказывает, что с ростом уровня жизни увеличивается количество необходимой человеку энергии.

Любая деятельность, независимо от ее природы, предполагает использование энергии. Человек слишком слаб физически, чтобы собственными силами достичь тех результатов, которых достигло человечество в результате своей деятельности. Однако кроме физической силы людиобладают способностью  мыслить и осуществлять свои замыслы. На протяжении всей истории результатом этого были различные способы использования других энергоисточников, помимо мускульной энергии, для достижения с их помощью нужных  результатов

Однако потребление всех видов энергетических ресурсов быстро растет. Что же будет дальше? На мой взгляд, проблемы, связанные с энергообеспечением, очень актуальны в наше время. Они не могут не интересовать любого  здравомыслящего человека и требуют всеобщего пристального внимания, изучения и решения.

При оценке   запасов энергетических ресурсов важно различать две большие группы ресурсов: не возобновляемые и  возобновляемые.

Первые практически не восполняются, и их количество неуклонно уменьшается по мере использования. Сюда относятся минеральные и земельные ресурсы.

Возобновляемые ресурсы либо способны к самовоспроизведению (биологические), либо непрерывно поступают к Земле извне (солнечная энергия), либо, находясь в непрерывном  круговороте, могут использоваться повторно (вода). Разумеется, возобновляемые ресурсы, как и не возобновляемые, не бесконечны, но их возобновляемая часть может постоянно использоваться.

Если обратиться к главным типам мировых природных ресурсов, то в самом общем виде мы получаем следующую картину. Основным видом энергоресурсов является пока еще минеральное топливо — нефть, газ, уголь. Эти источники энергии не возобновляемы и при нынешних темпах роста их добычи они могут быть, по мнению ученых, исчерпаны через несколько десятков лет.

Значит, экономить необходимо уже сейчас. Наша школа тоже потребляет немало энергии.

2. Анкетирование одноклассников.

 Я провела среди одноклассников опрос «Экономны ли вы?»  Одноклассникам я предложила ответить на следующие вопросы:

1. Всегда ли вы выключаете свет во всей квартире, когда уходите?

2. Используете ли вы энергосберегающие лампы вместо обычных ламп накаливания?

3. Закрываете  ли вы днем шторы?

4. Не загораживают ли доступ естественного дневного света в ваш дом деревья, растущие за окном?

5. Выключаете ли вы из розеток  телевизор и другую технику?

6. Далеко ли установлен ваш холодильник или морозильная камера от источников тепла (батарея, электрическая или газовая плита)?

7.Используете ли вы в зимний отопительный период дополнительные электрообогревательные приборы?

8. Учитывают ли ваши родители класс энергоэффективности при покупке бытовой техники?

9. Прикрываете ли вы посуду крышкой при варке на электроплите ?

10. Наливаете ли Вы в электрочайник воды ровно столько, сколько нужно для одного чаепития?  

Результаты опроса.

В классе 16 человек.  Из них 3 человека, что составляет 18,75%,  об экономии вообще не задумываются. 8 человек, что составляет 50%, считают, что вилки электроприборов из розетки выключать необязательно. Еще 3 человека, что составляет 18,75%, всегда торопясь что-то забывают, а 2 ученика, что составляет 12,5% , не тратят энергию впустую. Если бы все соблюдали правила экономии энергии, то сэкономили бы соответственно 58%, 26%, 10%.

Собрав нужную информацию о энергосбережении, я проинформировала своих одноклассников об энергоресурсах, энергопотреблении и экономии энергии. Ребята слушали с интересом. Я решила сделать сообщения и в остальных классах, согласовав этот вопрос с классными руководителями.

3. Источники света.

Естественный источник света – Солнце. Солнце играет важную роль в жизни всего живого на Земле. Солнце вырабатывает энергию путём термоядерного синтеза гелия из водорода. Ученые говорят:  «Солнце - основной источник энергии на планете Земля».

Со временем человек обустроил свою жизнь  так, что для своей жизнедеятельности  ему стало не хватать естественных источников света, и он начал задумываться над  получением искусственных  источников света. Искусственные источники света — технические устройства различной конструкции и с различными способами преобразования энергии, основным предназначением которых является получение светового излучения.

Источники света можно разделить по типам:

1. Электрические: Электрический нагрев тел каления или плазмы. Выделение  теплоты при прохождении тока по проводнику, вихревые токи, потоки электронов или ионов;

2. Ядерные: распад изотопов или деление ядер;

3. Химические: горение (окисление) топлива и нагрев продуктов сгорания или тел каления;

4. Термолюминесцентные: преобразование тепла в свет в полупроводниках.

5. Триболюминесцентные: преобразования механических воздействий в свет.

6. Биолюминесцентные: бактериальные источники света в живой природе.

Открытие электричества привело к активному развитию электрических источников света, таких  как лампы накаливания, люминесцентные лампы и прочие. Продолжительное  время они занимали твердую позицию  среди искусственных источников света.

3.1. Лампа накаливания.

     Наиболее привычный для нас способ освещения своих домов – это использование ламп накаливания.

История электрической лампочки началась в 1802 году в городе Санкт-Петербурге. Именно тогда профессор физики Василий Владимирович Петров пропустил электрический ток по двум стержням из древесного угля.

Основной вклад в создание электрической лампочки внесли три человека. Это были русские инженеры Александр Николаевич Лодыгин, Павел Николаевич Яблочков и американец Томас Эдисон.  На протяжении почти всего XX века у ламп накаливания не было достойного конкурента.

Старая добрая "лампочка-груша" с ее теплым приятным светом и сегодня для многих продолжает оставаться символом искусственного света. Поэтому вполне объяснима и ее большая популярность: наиболее распространенными источниками света до сих пор являются именно лампы накаливания в грушевидных колбах, в обиходе называемых "лампочки-груши".

В лампе накаливания используется эффект нагревания проводника (нити накаливания) при протекании через него электрического тока (тепловое действие тока). Температура вольфрамовой нити накала резко возрастает после включения тока. Часть потребляемой электрической энергии лампа накаливания преобразует в излучение, часть уходит в результате процессов теплопроводности и конвекции. Только малая доля излучения лежит в области видимого света, основная доля приходится на инфракрасное излучение. Для повышения КПД лампы и получения максимально «белого» света необходимо повышать температуру нити накала, которая в свою очередь ограничена свойствами материала нити — температурой плавления.

Первые лампы накаливания  изготавливали вакуумными. В настоящее время только лампы малой мощности  (до 25 Вт) изготавливают в вакуумированной колбе. Колбы более мощных ламп  наполняют газом (азотом, аргоном или криптоном). Повышенное давление в колбе резко уменьшает скорость разрушения нити. Колбы таких ламп не так быстро покрываются тёмным налётом распылённого материала, а температуру последнего можно увеличить по сравнению с вакуумными лампами. Последнее позволяет повысить КПД и несколько изменить спектр излучения.

     Наряду с выпускаемыми миллионными партиями стандартных ламп накаливания, изготовители производят большой ассортимент ламп накаливания специальных форм и исполнений. Это лампы накаливания для специального освещения, а также для освещения, к которому предъявляются повышенные требования.

Лампы местного освещенияприменяются там, где используется пониженное напряжение для избегания поражения человека электрическим током. Наиболее часто используются лампы напряжения 12,24,36 вольт и мощностями 40,60,100 ватт.

Свечеобразные. витые свечеобразные, а также в виде «свечи на ветру» лампы накаливания особенно хорошо подходят для декоративного освещения, например, в хрустальных или других декоративных люстрах, потолочных и настенных светильниках и торшерах. Выпускается такая лампа накаливания,  как в обычных, так и в матовых колбах.

3.2. Энергосберегающая лампа.

Прорыв в бытовом освещении был сделан в 1976 году, когда изобретатель Эд Хаммер представил компании GeneralElectric принципиально новую лампу, получившую впоследствии название - энергосберегающая.

         Энергосберегающие лампы состоят из колбы, наполненной парами ртути и аргона, и пускорегулирующего устройства (стартера). На внутреннюю поверхность колбы нанесено специальное вещество, называемое люминофор. Люминофор, это вещество, которое при воздействии на него ультрафиолетовым излучением, начинает излучать видимый свет. Когда мы включаем энергосберегающую лампочку, под действием электромагнитного излучения, пары ртути, содержащиеся в лампе, начинают создавать ультрафиолетовое излучение, а ультрафиолетовое излучение, в свою очередь, проходя через люминофор, нанесенный на поверхность лампы, преобразуется в видимый свет. Люминофор может иметь различные оттенки, и как результат, может создавать разные цвета светового потока -  мягкий белый свет, холодный белый, дневной свет, и т.д.

     В целях экономии электроэнергии энергосберегающие лампы изготавливают с различной мощностью, чтобы можно было подобрать необходимую освещенность для различных площадей. Диапазон мощностей варьируется от 3 до 90 Вт. Энергосберегающие лампы производят в двух основных формах: U-подобная и в виде спирали.

3.3. Светодиодные источники.

Светодиодное освещение — одно из перспективных направлений технологий искусственного освещения, основанное на использовании светодиодов в качестве источника света. Использование светодиодных ламп в освещении уже занимает 19 % рынка (по данным 2015 года). Развитие светодиодного освещения непосредственно связано с технологической эволюцией светодиода. Разработаны так называемые сверхъяркие светодиоды, специально предназначенные для искусственного освещения.

4. Сравнительная характеристика ламп.

Таблица 1. Характеристика используемых электроламп в нашей школе.

Вывод:

Люминесцентные лампы имеют длительный срок службы, который превышает срок использования лампы накаливания в 6–15 раз; мягкое, более равномерное распределение света;возможность создавать свет различного спектрального состава. Сравнивая параметры, характеризующие работу ламп двух типов, видим, что люминесцентные лампы использовать лучше, но до сих пор в России не решен вопрос с их утилизацией, что является огромным минусом.

5. Расчет потребления электроэнергии и денежных затрат при использовании электролампочек разного типа.

  Таблица 2. Характеристика используемых в школе электроламп

            Вывод:

По нашим расчетам электроэнергия, потребляемая за год люминесцентной лампой 43,8 к Вт∙ч, а лампой накаливания 219 кВт∙ч, что в денежном эквиваленте составляет 160 руб. 75 коп.против 803 руб. 73 коп. Сравнение денежных затрат на использование ламп одного и второго типов в течение 3,7 года показывает, что компактные люминесцентные лампы выгоднее использовать в 4 раза (791 руб. 78 коп.против 3181 руб. 80 коп.). Таким образом, при использовании компактных люминесцентных ламп наблюдается большая экономия электроэнергии и денежных средств потребителя.

Благодаря механизму действия энергосберегающих ламп удается добиться снижения потребления электроэнергии ~ на 80% по сравнению с лампами накаливания при аналогичном световом потоке.

6. Достоинства и недостатки ламп накаливания, люминесцентных, энергосберегающих, светодиодных.

Таблица 3. Достоинства и недостатки ламп разных типов.

Рассмотрев в данной таблице все достоинства и недостатки основных видов ламп, можно утверждать, что почти во всех школах сельской местности используют  обычные лампы накаливания, т.к. приспособлены к системе частого «включения-выключения», имеют невысокую чувствительность к сбоям в питании и скачкам напряжения, в них отсутствуют токсичные компоненты (не надо задумываться об утилизации) и, что не маловажно, имеют небольшую стоимость.

7. Расчет экономии электроэнергии и денежных средств в школе.

В нашей школе используются два вида ламп: накаливания и люминесцентные. Лампы накаливания мощностью 100Вт, а люминесцентные – 36 Вт.    

Я посчитала количество ламп накаливания. В коридорах всего 94шт, в двух кабинетах начальных классов по 16 шт, в кабинете секретаря 16 шт, медкабинете 4шт, в мастерской – 9 шт, на втором этаже в трех кабинетах  по 16 шт, в двух –по 18, в одном 12, кроме этого в маленьких помещениях всего 15шт. Всего по школе ламп накаливания – 266.шт.

Люминесцентные лампы расположены:  в столовой 30 шт, в спортзале – 40 шт, в читальном зале – 32шт, актовом зале- 32 шт, в учительской -  4 шт, , в классных комнатах- 16•9+20=164. Всего же их  

302 шт.

Рассмотрю расход энергии с сентября по май, т.е. за 9 месяцев, с учетом того что лампы в среднем горят по 6 часов.

Таблица 4. Расчет потребления электроэнергии и денежных затрат в нашей школе

        Итого        222786,04руб.

Если же школа заменит все лампы накаливания на энергосберегающие, то денежные затраты за 9мес. Составят: (266+302)•0,036кВт•6•30•9•3,67р =121571, 54руб.

Экономия составит 222786,04 – 121571,54 = 101214,5руб.

Таким образом, рассчитав расход электроэнергии за 9 месяцев, я пришла к выводу, что при замене обычных лампочек на энергосберегающие в среднем достигается экономия электроэнергии до 55%. Но не все так просто. Для этого нужно будет выделить сумму приблизительно равную 266•197=52402рубля. Это выгодно, потому что эти деньги быстро окупятся.

Следует заметить, что экономия была бы больше, если бы учителя или дежурные учащиеся, хоть и очень редко, не забывали выключать свет в классной комнате после рабочего дня.

Также тратится лишняя энергия из-за того, что в трех кабинетах интернет работает только после  включения электроэнергии. Подключили, по-моему, неправильно. Плюсом явилось то, что наши старые окна заменили на стеклопакеты, и теперь у нас и утром светло.

Со своими выкладками я ознакомила завхоза и директора. Они согласились подумать над моим предложением  о замене ламп накаливания на энергосберегающие.

Для эффективного использования электроэнергии я советую:

- Выключать электроэнергию, если нет в них необходимости.

- Отказаться от удлинителей, т.к. это ведет к потере электроэнергии.

- Заменить лампы накаливания на энергосберегающие.

- Не оставлять бесполезно работающими электроприборы.

Заключение

В ходе выполнения работы я пришла к выводу, что гипотеза о рациональном использовании электроэнергии в моей школе подтвердилась частично. Выступая перед одноклассниками, я поняла, что многого об энергосбережении они не знали, поэтому предлагаю провести классные часы на тему энергосбережения во всех классах. Узнала все плюсы и минусырассмотренных в работе ламп. Мои расчеты показали, что у школы есть проблемы по энергосбережению. В дальнейшем можно рассмотреть альтернативные источники энергии.

Список использованной литературы

1.Буальский А.Н. «Занимательная физика», 1998г.

2.Гипнис М.А. «Физика вокруг нас», издательство «Дрофа», 1999г.

3. Охрана природы: Факультативный курс: Пособие для учащихся/ А.В.Михеев, К.В.Пашканг, Н.Н.Родзевич; Под редакцией К.В.Пашканга. – 2-е изд., перераб. – М.: Просвещение 1990. – 128 с., ил., карт.

4. Перышкин А.В. учебник «Физики» за 8 класс, издательство «Дрофа», 2002г.

5. Энциклопедия для детей. Том 19. Экология / Глав. Ред. В.А.Володин. – М.: Аванта +, 2001. – 448 с., ил.

6.Тимофеев, Н.И. Система оценки эффективности мероприятий по энергосбережению. / М., Интеллект – Центр. – 1997.

7. Искусственные источники света. https://ru.wikipedia.org/wiki/

8.  Компактная люминесцентная лампа. https://ru.wikipedia.org/wiki/ ,

9.  Компактная люминесцентная лампа.         

http://economizer.spb.ru/stati/5-jekonomicheskaja-vygoda-ot-priminenija-jenergosberegajuwih-lamp.html,

10. Лампа накаливания. https://ru.wikipedia.org/wiki/

11. Светодиодная лампа. https://ru.wikipedia.org/wiki/

12. Светодиодная лампа.

13. http://hardwareguide.ru/other/kharakteristiki-i-ustroystvo-svetodiodnykh-lamp/,

14. http://energovopros.ru/novosti/svet/39307/

15. http://www.energo-consultant.ru/sprav/tarifi_na_elektroenergiyu_v_2016/tarifi_na_elektroenergiyu_v_Samarskoy_obl_2016

16.  http://www.raepe-so.ruДОКУМЕНТЫ

17. www.gigavat.com