Проект: «Применение энергосберегающих технологий в быту»

Туркушская основная общеобразовательная школа-филиал муниципального общеобразовательного учреждения «Саконская средняя школа»

Тема проекта:

«Применение энергосберегающих технологий

в быту»

Авторы проекта:

                                                               Габеркорн Арина, 11 лет, 5 класс

  Молчанова Мария, 11 лет, 5 класс

                                                                 Рысин Роман, 11 лет, 5 класс

Руководитель проекта:

                                                                                     Зубова  Н.В.,

                                                                             учитель физики и

                                                                   математики

с. Туркуши  2018г.

Оглавление

Введение

Проживая свою жизнь, постарайся оставить своим потомкам больше, чем досталось тебе. Это высказывание можно отнести к любым источникам энергии: электрической, тепловой или даже солнечной.

Человечество развивается бурными темпами. Новые технологии, призванные облегчить быт, заполняют наши дома. Все чаще в семьях «прописываются» компьютеры, посудомоечные машины, кухонные комбайны, электрочайники, планшеты, мультиварки, микроволновки и многое, многое другое. Потребление энергии неуклонно растет.  «Прокормить» новых жителей становится дороже  не столько для нашего кошелька, сколько для планеты в целом, так как для получения энергии используются, в основном, невозобновляемые природные ресурсы. Кроме того, при их переработке   в атмосферу выбрасывается углекислый газ, являющийся одной из причин парникового эффекта.

Мы задумались, как может  каждый из нас способствовать сокращению потребления природных ресурсов?

Тема нашего проекта: «Применение энергосберегающих технологий в быту»

Объект исследования: частное жилье

Предмет исследования: способы энергосбережения в быту

Продолжительность реализации проекта: две недели

Цель: поиск, сравнительная оценка и применение способов сбережения энергии в быту.

Задачи:

1. Сбор информации о способах энергосбережения, их сравнительный анализ.

2. Вычисление возможных энергетических и материальных выгод при использовании доступных энергосберегающих технологий.

3. Применение доступных энергосберегающих технологий, вычисление практической экономии.

4. Составление общих рекомендаций по сбережению энергии в быту на перспективу.

Гипотеза:

Ощутимая экономия энергии возможна без значительного изменения привычного образа жизни.

Методы исследования:

1. Поиск информации о возможных способах сбережения энергии в сети Интернет.

2. Сравнительный анализ способов энергосбережения на предмет краткосрочности применения.

3. Математические вычисления энергетических и материальных выгод использования доступных способов сбережения энергии в быту.

Практическое значение:

Выявление фактов нерационального расходования энергии и способов их оптимизации.

Ожидаемые результаты:

Проанализирована и систематизирована информация о способах сбережения энергии в быту. Проведена примерная оценка энергетической и материальной выгоды при использовании доступных энергосберегающих технологий. Участниками проекта приобретён личный опыт применения доступных энергосберегающих технологий.

Сроки и этапы реализации

Подготовительный этап: поиск и изучение информации по данной проблеме; отбор способов энергосбережения для практической реализации, позволяющих в короткое время оценить материальную и энергетическую экономию.

Практический этап: теоретический расчёт уменьшения энергетических затрат при реализации выбранных способов энергосбережения, оценка материальной выгоды; проверка полученных результатов на практике; оценка реальной экономии.

Заключительный этап: анализ результатов реализации проекта; информирование обучающихся о результатах исследования.

1.Сбор теоретической информации по энергосбережению в быту

1.1 Экономия электрической энергии

Основные мероприятия по снижению потребления электроэнергии в быту:

- применение современной  бытовой техники и электроприборов;

- автоматическое освещение помещений, а также мест общего пользования;

- замена обычных ламп накаливания на энергосберегающие;

1.1.1. Экономия электроэнергии  при покупке бытовых приборов

Применение современной бытовой техники – безусловно, существенно снизит электропотребление в квартире. Например, старый холодильник потребляет 25 – 30 кВтч в месяц, а новые модели холодильников потребляют не более 7 кВт·ч в месяц. Экономия только от одного холодильника – не менее 18 кВтч. И это только один холодильник!

Вывод: держать в квартире старую бытовую технику – не выгодно.

О том, как лучше сберечь электроэнергию, надо думать уже при покупке любого электротехнического устройства. Перед покупкой узнайте подробнее об энергосберегающих свойствах товаров у консультантов торговых сетей, на сайтах производителей. Специалисты помогут вам подобрать наиболее современное и энергоэффективное оборудование.

Приобретая бытовую технику, обращайте внимание на класс ее энергоэффективности. Получить данную информацию можно, найдя на приборе этикетку энергоэффективности или проконсультировавшись со специалистом торговой сети.

1.1.2 Экономия электроэнергии при использовании холодильника

Для холодильных установок и бытовых холодильников основными способами снижения потребления электроэнергии являются:

1. Оптимальный подбор мощности холодильной установки.

2. Систематически осматривайте прокладку дверцы, чтобы в ней не появилось щелей и зазоров, мешающих дверце плотно закрываться и надежно фиксироваться; не допускайте образования наледи, инея в холодильнике. Нарастая на испарителе наледь изолирует его от внутреннего объема холодильника, заставляя его включаться чаще и работать каждый раз дольше. Лед в холодильнике не холодит, а наоборот, работает теплоизолятором. Поэтому холодильник нужно чаще размораживать, не допуская образования ледяной «шубы»; не рекомендуется помещать в холодильную установку (холодильник) материалы и продукты, имеющие температуру, выше температуры окружающей среды. Их необходимо максимально охладить на воздухе. Чтобы влага из продуктов не намерзала на испарителях в морозилке, следует хранить их в коробках, банках или завернутыми в фольгу или в целлофан.

3. Качественный отвод тепла – бытовой холодильник надо ставить в самое прохладное место кухни, желательно возле наружной стены. Не рекомендуется ставить бытовой холодильник к отопительной батарее или рядом с газовой (электрической) плитой. Это увеличит расход энергии на 20-30%. Чем больше воздушный зазор между задней стенкой холодильника и стеной, тем ниже температура теплообменника и эффективнее его работа.

4. Не допускайте, чтобы  корпус холодильника нагревался прямыми солнечными лучами.

5. Самым главным мероприятием по уходу за холодильником, способствующим экономному потреблению электроэнергии, является регулярное оттаивание и просушка холодильника.

1.1.3 Экономия электроэнергии при использовании телевизора

Наш отдых немыслим без телевизора. Многие семьи привыкли к шумовому фону в квартире, и телевизор работает без передышки с утра до поздней ночи. Телевизор расходует за год около 300 кВт*ч. Понятно, регулировать потребление электроэнергии телевизором нельзя, но можно сделать гораздо проще - выключить его!
Гораздо полезнее для вашего душевного равновесия смотреть по телевизору те программы и кинофильмы, которые вас заинтересовали, и вы их заранее отметили в программе. При выключенном телевизоре сразу найдется время и для душевного разговора с родными, и для чтения книг.

1.1.4 Экономия электроэнергии при использовании стиральной машины 

Бытовые стиральные машины. При пользовании стиральной машиной рекомендуется выполнять следующие правила:

- не следует пренебрегать инструкцией к стиральной машине, где изложены особенности каждого из режимов ее работы и нормативы загрузки белья;

- чем больше воды и чем больше температура стирки, тем больше электроэнергии израсходует стиральная машина;

- при неполной загрузке стиральной машины происходит перерасход электроэнергии примерно на 10-15 %, при неправильной программе стирки - до 30 %;

В семье из 4-х человек средняя месячная потребность стирки - 22 кг. Стирка при полной загрузке 5 машины (по 4,5 кг), вместо стирки при неполной загрузке (по 2 кг) 11 машин приведет к экономии 15-20 кВт•ч энергии в месяц.

Выбирайте программу при стирке не только в зависимости от материала, но и с учетом загрязнения. Это позволяет экономить до 30% электроэнергии и 15л воды. Современные стиральные порошки позволяют производить качественную стирку и при более низких температурах – 35-40ºС.

1.1.5 Экономия электроэнергии при использовании компьютера

Все выпускаемые на сегодняшний день компьютеры поддерживают режим энергосбережения. При правильной настройке этого режима можно достичь до 50% экономии электроэнергии. При этом сначала монитор автоматически переходит в режим ожидания, если в течение нескольких минут на нём не производилась работа. Этот режим намного экономичнее полного рабочего режима работы. А ещё через некоторое время, если работа так и не возобновлялась, в режим ожидания переходит и компьютер. Это ещё более экономный режим.

При активной работе за компьютером в течение дня, выключать и включать его не стоит, но стоит выключать монитор или запрограммировать переход в «спящий режим» через 4-5 минут. Компьютер потребляет до 400-500 Вт мощности, выключение монитора позволяет экономить до 100-200 Вт. Не стоит оставлять его включенным на длительное время, если вы за ним не работаете. Неиспользуемый два часа компьютер даже в «спящем режиме» потребляет 200-300 Вт, за месяц это порядка 12 кВт•ч. Периферийные устройства (принтеры и сканеры) рекомендуется всегда выключать, если они не используются. Это позволит сэкономить еще порядка 2-3 кВт•ч за месяц.

1.1.6 Экономия электроэнергии при использовании пылесоса

Бытовые пылесосы. При использовании пылесосом чаще выбрасывайте мусор из контейнера для его сбора, промывайте или меняйте фильтры для входящего и выходящего воздуха. Дополнительное аэродинамическое сопротивление приводит к перегреву двигателя пылесоса и резкому повышению потребления электроэнергии. Например, при заполнении контейнера для сбора пыли на 30% энергопотребление растет на 40-50%.

          1.1.7. Экономия энергии при освещении

Главное условие экономичного использования освещения – планирование соответствия потребности в освещении и установлении осветительного оборудования.15% потребляемой в быту электроэнергии приходится на освещение. Специалисты уверяют: половину из этого можно сэкономить. Самой наглядной экономией электричества является выключение света в помещениях, где нет людей. А уходя из дома, надо вообще выключить везде свет и какие только можно электрические приборы. Посмотрите внимательно, везде ли вкручены в светильники лампочки нужной мощности? Скажем, для настольной лампы достаточно 40 ватт. В торшере также не следует использовать лампу мощностью более 75 ватт. В прихожей, ванне и туалете ни к чему слепящий глаза свет.

Нет необходимости в излишнем освещении тех помещений, где вы находитесь нечасто и не выполняете никакой работы, требующего яркого света: это коридоры, туалеты, ванные комнаты, подсобные помещения. Достаточно использовать лампы накаливании мощностью 20-30 Вт на 1 м2 (мощность энергосберегающих ламп будет в 5 раз меньше).

Содержите в чистоте лампы и плафоны. Грязь и пыль, скапливающаяся на них, может снизить эффективность осветительного прибора на 10–30%. Особенно часто загрязняются светильники и лампы на кухнях с газовыми плитами.

При возможности, отдавайте предпочтение люминесцентному освещению. Компактные люминесцентные лампы (энергосберегающие) экономичнее ламп накаливая в 5 раз. При одинаковом световом потоке обыкновенную 100–ваттную лампу накаливания можно заменить на новую 20–ваттную энергосберегающую без ухудшения освещенности.

При использовании искусственного освещения следует учитывать, что эффективность ламп накаливания довольно низкая, так как до 95% энергии трансформируется в тепло.

Использование передовой осветительной техники (энергосберегающие лампы, осветительные системы) позволяет экономить до 60% электроэнергии. У энергосберегающих ламп действительно масса плюсов: они экономичны, работают гораздо дольше, не нагреваются, более «дружелюбны» для комнатных растений.

Рекомендуем также использовать различные системы автоматического управления освещением. Такие системы способны самостоятельно включать и отключать освещение или даже менять его интенсивность в зависимости от заданного сценария с помощью датчиков, реагирующих на свет, звук или движение. Сегодня широко внедряют приборы, автоматически отключающие электрооборудование, когда оно не используется. Таким образом, может экономиться 14-20% электроэнергии. Для этих же целей используется инфракрасный детектор (датчик движения), который срабатывает непосредственно при движении объекта. Когда вы входите в помещение, освещение включается автоматически, а когда выходите – гаснет.

Современные квартиры эффективно оборудовать комбинированным освещением. Все искусственное освещение в наших квартирах можно разделить на общее и местное. Общее освещение – это люстра в центре комнаты. Ее задача осветить каждый уголок, но ей не всегда это удаётся. Чтобы осветить дальние углы комнаты и делается местное освещение: это бра, настольные лампы и торшеры. Мощность люстры можно считать достаточной, если на 1 м2 площади приходится 15-25 Вт мощности ламп накаливания (мощность люминесцентных, в том числе и энергосберегающих ламп, будет в 5 раз меньше). Для местного освещения подходят лампы в 1,5-2 раза менее мощные, чем в подвесных светильниках. Совокупность общего и местного освещения и называется комбинированным. В результате устройства комбинированного освещения на комнату 18-20 м2 экономится до 200 кВт • ч в год.

При переделке электропроводки в доме попросите специалистов собрать схему электропроводки так, чтобы общее освещение в комнате можно было включать не все сразу, а по отдельности, с помощью нескольких выключателей, т. е. группами. Тогда свет можно будет включать лишь в той части комнаты, где он нужен в это время. Либо на вашей люстре можно будет включить не сразу все лампочки, а столько, сколько вам нужно сейчас для комфортного освещения.

2.1. Связь энергосбережения и ресурсосбережения

 Энергосбережение очень важно для улучшения окружающей среды и сохранения климата - и в том месте, где мы живем, и на всей планете. В этом году международный день энергосбережения проходил под девизом «Сохраним климат, сберегая энергию и ресурсы». Обычно мы даже не задумываемся, что на производство, транспортировку, использование и утилизацию разного рода продуктов и товаров тратится огромное количество энергии. Энергию, чаще всего, получают за счет сжигания ископаемого топлива (угля, нефтепродуктов, газа, торфа). При этом наносится ущерб окружающей среде: исчерпываются невозобновляемые природные ресурсы, при сгорании в воздух попадают загрязняющие вещества и парниковые газы. Поэтому очень важно использовать энергию эффективно и стремиться к ее экономии. И меры ресурсосбережения - отказ от излишних покупок, повторное использование вещей, раздельный сбор и переработка отходов, компостирование и др. – могут в этом помочь.

Говоря о затратах энергии на производство товара, важно упомянуть понятие жизненного цикла. Жизненный цикл (LIFE CYCLE) - последовательные или взаимосвязанные стадии продукционной системы от приобретения сырья или разработки природных ресурсов до утилизации продукции. Энергия затрачивается на каждом из этапов жизненного цикла продукта – при добыче сырья, производстве, транспортировке, использовании и утилизации. Возьмём для примера обычную пластиковую бутылку и рассмотрим её жизненный цикл. (см. Рис. 1 - Инфографика от #РОСЭКО – Жизненный цикл товара на примере обычной пластиковой бутылки)

Бутылки изготавливают на специальных автоматизированных агрегатах, которые даже не требуют вмешательства человека. Сначала из гранулированного сырья – пластиковых пеллет -делают так называемую преформу – небольшую по размерам, толстостенную заготовку с полностью сформированным горлышком. На следующем этапе преформу нагревают, вставляют в специальную форму и выдувают с помощью воздуха, выпущенного под высоким давлением. Затем в готовые бутылки разливают напитки или другие продукты. 

Автоматический станок, который делает за час 3 тыс. бутылок, в среднем за один час работы потребляет 25 кВт. Для сравнения, вот что можно сделать на 1 кВт в час (см. рис.2 «Успеть за 1 киловатт-час»):

На изготовление одной литровой бутылки идет 250 мл нефти и 3 л воды. Эти данные получили, учитывая весь цикл производства – от добычи нефти до получения готового продукта.

Рисунок 1. Инфографика "Жизненный цикл товара на примере обычной пластиковой бутылки"

Рисунок 2."Успеть за 1 киловатт-час"

2. Практический этап: методика проведения и расчёт энергетических затрат.

2.1. Потребление энергии электроприборами.

Мы изучили неэффективное использование электроэнергии, когда приборы включены «для фона». Зная мощность приборов (из технического паспорта), посчитали сколько энергии тратится телевизором и компьютером, если они включены, но не используются. Расчет сделан для 2, 5 и 12 часов в сутки. За год такие «фоновые» приборы потребляют от  165 до 994 кВт электроэнергии. Стоимость этого количества энергии (по социальной норме) колеблется от 467 до  2811рублей..

2.2 Эффективность энергосберегающих ламп

В процессе изучения сравнительных характеристик  ламп накаливания и энергосберегающих ламп мы нашли информацию о светодиодных лампах. Лампы накаливания уходят в прошлое, светодиодные лампы еще не получили повсеместного распространения,  в настоящее время широко используются энергосберегающие лампы. Исходя из этого, было решено сравнивать характеристики уже трех типов ламп. Мы посчитали экономию электрической энергии, экономию средств с учетом стоимости различных   ламп. Расчет произведен для частного дома из трех комнат, кухни, прихожей,  санузла, коридора. В комнате - одна настольная лампа. Всего (обычных ламп накаливания) 6 ламп по 100 Вт, 3 лампы по 60 Вт, 1 лампа по 30 Вт.

В таблице представлено среднее время использования ламп в течении суток.

Сравнительная таблица соотношения потребляемых мощностей в час и за сутки при равной светоотдаче ламп накаливания, энергосберегающих, светодиодных.

Сравнительная таблица потребления электроэнергии и  затрат на электроэнергию  за месяц (в пределах социальной нормы) для различных типов ламп

Таким образом, только заменой ламп можно получить значительную экономию энергии. Замена ламп накаливания на энергосберегающие  позволяет сократить потребление энергии в 5 раз, а при замене на светодиодные лампы в 8 раз.

Чтобы оценить экономическую выгоду замены ламп мы сравнили их срок службы и средние цены. Сравнительную характеристику провели для 100 Вт ламп, как наиболее используемых.

Из таблицы видно, что затраты на приобретение энергосберегающих ламп в течение 1 года на 37,5% (91,98 руб) превышают затраты на приобретение ламп накаливания на тот же период, но при этом затраты на оплату электроэнергии снижаются в 4 раза. Таким образом, замена ламп накаливания на энергосберегающие лампы оказывается экономически выгодной, несмотря на то, что цена последних в 16 раз выше.

3. Практический этап: проверка полученных результатов

Для проверки полученных результатов энергосбережения была выбрана семья, состоящая из 4х человек, проживающая в частном жилом доме со следующими характеристиками:

1. Площадь дома 78 м2: 3 жилые комнаты, кухня,  санузел, прихожая,  коридор;

2. Бытовая техника: холодильник, микроволновая печь, мультиварка, магнитофон,  кофемолка, стиральная машина, телевизор,  персональный компьютер, принтер, 2 мобильных телефона, утюг, пылесос.

3. Количество ламп: 10.

Для снижения потребления энергии были отобраны следующие способы:

1. Замена ламп накаливания на энергосберегающие с выбором оптимальной мощности для разных комнат;
2. Отключение бытовых приборов из сети при их неиспользовании, в том числе на ночь и при уходе на работу (в школу);
3. Зарядка мобильных телефонов только в дневное время до полного аккумулятора;
4. Неиспользование телевизора и компьютера как фона при каких-либо занятиях домашними делами;
5. Стирка белья при полной загрузке машины;
6. При выполнении домашних заданий использование настольной лампы, а не верхнего света.

Перед началом эксперимента, проходившего в течение двух недель, показания прибора учета энергии (электросчетчика) составили 15263 кВт. По окончании эксперимента – 15375 кВт. Энергозатраты за две недели составили 112 кВт. Таким образом можно вычислить, что среднемесячные показания будут составлять 224 кВт.

Для сравнения показателей с предыдущими нами было рассчитано среднемесячное потребление энергии за предыдущий год (по оплаченным счетам), которое составило 269 кВт. Экономия энергии составила 45 кВт в месяц. Если выразить эту цифру в деньгах получится следующее:

- т.к. в доме прописано 4 человека, то семье положено 200 льготных киловатт энергии по стоимости 2,58 рубля за кВт, цена сверх нормы – 4,48 рубля, следовательно, за 269 кВт семья платила 825 рублей 12 копеек;

- плата за 224 кВт составляет 623 рубля 52 копейки;

- выгода – 201 рубль 60 копеек в месяц или 2419 рублей 20 копеек в год.

Заключение

          Работая над проектом, мы пришли к следующим выводам:

• в сети Интернет содержится огромное количество информации о различных способах сбережения энергии, в т.ч. о способах, доступных каждой семье;
• теоретические расчеты лишь по одному направлению – замена ламп накаливания на энергосберегающие - показали значительную экономию электроэнергии и, соответственно, уменьшение затрат на ее оплату;
• практическое применение доступных энергосберегающих технологий подтвердило начальную гипотезу: ощутимая экономия энергии возможна без значительного изменения привычного образа жизни;
• проанализировав результаты работы над проектом, мы составили общие    рекомендации по сбережению энергии в домашних условиях.

Энергосберегающие мероприятия действительно позволяют экономить энергию, энергетические ресурсы, являются ключом к повышению уровня жизни. Эти мероприятия не требуют материальных затрат и зависят только от личной осведомленности и заинтересованности людей. В нашем проекте мы показали, как  и сколько можно сэкономить, а теперь дело за вами. Только вместе мы сможем добиться положительных результатов.

Список литературы

1. Азбука энергосбережения: Пособие для учителя /А.И. Гаврихин, С.А. Косяков, В.В. Литвак и др. Томск: изд. «Красное знамя». 1999. – 96 с.
2. Андреенко Н.А., Свистунова В.Н., Красовский М.В. Ищем потери энергии в школе.
3. Грачева Е.Е. Энергосбережение для всех и каждого / Челябинск, ОГУП «Энергосбережение», 2002.
4. Галузо И.В., Потапов И.Н. Учимся экономии и бережливости. Учебно-методическое пособие «Энергоэффективность: современно энергетическое производство», 8 класс. – Минск, «Аверсэв», 2008.