Муниципальное бюджетное общеобразовательное  учреждение

Починковская средняя школа

Индивидуальный итоговый проект

«Энергоэффективное освещение»

по физике

ученика 9-г класса

Данильцева Александра Павловича

Руководитель проекта: Шашунькина Наталья Павловна, физика

село Починки

Починковский район

Нижегородская область

2020 год

Содержание

1. Введение        3стр

2. Цель и задачи проекта        4стр

3. Сравнение ламп        5стр

4. Эксперимент        7стр

5. Заключение        10стр

6. Использованные источники информации        11стр

1. Введение

Повсеместно идет процесс внедрения энергосберегающих технологий. Ради такой экономии в 2009 году  был принят закон №261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации», прозванный уже «законом о лампочках». С 1 января 2011 года на территории России запрещен оборот электрических ламп накаливания мощностью 100 Вт и более. Один из путей сбережения электроэнергии – использование энергоэффективного освещения, который я рассматриваю в этой работе на уровне лампочек. 

Чтобы мы были здоровы, находясь в помещении длительное время, нужно правильно рассчитать освещенность комнаты и выбрать подходящие источники света.

Если освещенность в комнате недостаточная, то мы щуримся, портя при этом зрение. Появляется упадок сил, хроническая мигрень.

Поэтому стоит серьезно подходить к вопросу выбора источников света и их количества в комнате. Тем более, сегодня  существует большое их разнообразие, а именно: лампы накаливания, люминесцентные лампы, светодиодные источники света.

2. Цель проекта:

- Рассмотреть возможности экономии электроэнергии при освещении жилого помещения

Задачи проекта:

- Научиться сокращать потребление энергии.

- Изучить электрические  лампы  освещения,  выявить  их  достоинства  и недостатки

- Выполнить сравнительный  анализ экономической эффективности электрических ламп

- Повышение уровня культуры энергопотребления

Основополагающий вопрос проекта:

Как сэкономить электроэнергию при освещении жилого помещения?

3. Сравнение ламп 

Прежде всего, освещение должно быть эффективным и потреблять минимум

электроэнергии  и  в  тоже  время  обеспечивать  необходимый  уровень освещенности.  Стоимость  и  затраты  электрического освещения помещения зависят  от  общей  электронагрузки  и  времени  работы  осветительного оборудования.   Время   работы  определяется   частотой   посещаемости помещения,  наличием  дневного  освещения,  системой  включения  и использованием контроля освещения.

Большинство предпочитают лампы накаливания из-за её дешевой себестоимости.

На втором месте - люминесцентные  энергосберегающие лампы, так как они потребляют наименьшее количество электроэнергии по сравнению с лампами накаливания и более продолжительным сроком.

Далее  я  сравнил лампы  освещения, определив их достоинства и недостатки :

А) Лампы  накаливания  

Достоинства:

- налаженность  в  массовом производстве;  небольшие  размеры;  

- отсутствие  токсичных  компонентов;

- быстрый выход на рабочий режим; невысокая чувствительность к сбоям в питании  и  скачкам  напряжения.  

Недостатки:

- низкая  световая  отдача;

- относительно малый срок службы; хрупкость, чувствительность к удару

- резкая  зависимость  световой  отдачи  и  срока  службы  от напряжения;

- большое  энергопотребление;  имеют  не  очень  большой срок службы, около 1000 часов.

Б) Люминесцентная лампа

Достоинства:

- широкий диапазон цветности

-по  сравнению  с  лампами  накаливания  обеспечивает  такой  же  световой поток,  но  потребляют  в  4-5 раз меньше энергии

- имеют  низкую температуру  колбы

Недостатки:

- снижает  световой  поток  при повышенных  температурах;

- содержание  ртути (40-60 мг)

- Эта  доза  безвредна,  однако  постоянная подверженность пагубному воздействию может нанести вред здоровью  

- люминесцентные  лампы  не  приспособлены  к  работе  при  температуре воздуха ниже 15-20°С.

В) Светодиоды

Достоинства:

- низкое  энергопотребление

- долгий срок службы : до  100  000  часов

- высокий  ресурс  прочности

- ударная  и вибрационная устойчивость

- чистота   и   разнообразие   цветов

- регулируемая интенсивность

- они не содержат ртути и почти не нагреваются

Недостатки :

Высокая стоимость

Эти лампы очень требовательны к источникам питания (от 180 В)

Лампы   накаливания   являются   традиционными   и   широко применяемыми источниками света, но ощутимую экономию не дают.

Более  совершенными  источниками  света  являются  люминесцентные лампы.  Это  разновидность  газоразрядного  источника  света,  в  котором используется способность некоторых веществ (люминофоров) светиться под действием ультрафиолетового излучения электрического разряда. Люминесцентные лампы изготовляются в виде стеклянных трубок с двумя металлическими  цоколями,  наполненных  парами  ртути  под  низким давлением. Такая лампа имеет по сравнению с лампой накаливания в 4-5 раз более высокую световую отдачу и в 5-8 раз больший срок службы.

Например,  светоотдача  люминесцентной  лампы  20  Вт  равна  светоотдаче лампы накаливания 150 Вт.

4. Эксперимент

Цель  эксперимента:

Сравнить обычную лампу мощность 100 ватт. Цена   12   рублей,   гарантийный   срок   службы   1000   часов.

Лампу энергосберегающую мощностью 20 ватт, цена 120 рублей, гарантийный срок службы 8000 часов.

И светодиодную лампу мощность 3 ватта, цена 85 рублей, гарантийный срок службы 30000 часов.

Изучив все достоинства и недостатки данных источников освещения, мы решили провести эксперимент, в котором сравню работу трёх различных ламп, чтобы выяснить, какая из них наиболее выгодна в использовании.

Была выбрана жилая комната площадью 20 кв.м

На  один  час поочередно  включались каждый  из экспериментируемых   образцов   освещения.   Во   время   эксперимента проводился учет расхода электроэнергии каждого образца.

В ходе данного эксперимента мы получили следующие результаты:

1) Количество потребляемой энергии за 1 час составляет:

Лампа накаливания - 100 Вт/час

Люминесцентная лампа – 10 Вт/час

Светодиодная лампа – 3 Вт/час

Тогда затраты на электроэнергию на 1 лампу за 10 часов по тарифу 2,67р., получились следующие:

А) Лампа накаливания:

Количество потребляемой электроэнергии за 10 часов =

100 Вт/час*10 час.= 1000 Вт/час = 1 кВт/час

Стоимость потребляемой электроэнергии за 10 часов =

1 кВт/час*2,67 руб.= 2,67 руб.

Б) Люминесцентная лампа:

Количество  потребляемой  электроэнергии  за  10  часов  =  10  Вт/час*10 час.= 100 Вт/час = 0,1 кВт/час

Стоимость потребляемой электроэнергии за 10 часов =

0,1 кВт/час*2,67 руб.= 0,267 руб.

В) Светодиодная лампа:

1) Количество  потребляемой  электроэнергии  за  10  часов  =  3  Вт/час*10 час.= 30 Вт/час = 0,03 кВт/час

Стоимость потребляемой электроэнергии за 10 часов =

0,03 кВт/час*

2,67руб.=0,0801 руб.

Рассчитаем затраты на электроэнергию на 1 лампу за месяц по тарифу

2.67 рублей.

2)Будем считать, что лампу мы используем по 6 часов в день. В среднем

получается 180 часов в месяц.

Для лампы накаливания срок службы получится 1000/180 = 5.5 месяцев.

Для  энергосберегающей  8000/180  =  44  месяца,  это  около  3.5  лет.  

Для светодиодной  30000/180  = около 16 лет

Тарифы  на электроэнергию принимаем 2.67 руб

А) Лампа накаливания:

Затраты на электроэнергию на 1 лампу за месяц = 0.1кВт*180 час.*2.67 руб = 48,06 руб. за кВт в час + цена лампы 12 руб. = 60,06 руб.

Б) Люминесцентная лампа:

Затраты на электроэнергию на 1 лампу за месяц = 0.01кВт*180 час.*2.67

руб. = 4,80 руб. за кВт в час + цена лампы 120 руб. = 126,80 руб. 

В) Светодиодная лампа:

Затраты  на  электроэнергию  на  1  лампу  за  месяц  =  0.003кВт*180

час.*2.67 руб. =1,44 руб. за кВт в час + цена лампы 85 руб. = 86,44 руб.

Исходя из расчетов, можно прийти к следующим выводам:

1.   Потребителю   выгодно   использовать   лампу   накаливания   в

краткосрочной перспективе

2.  Энергосберегающая лампа окупает себя чуть меньше чем через год. А

плата за электричество снижается сразу.

3.  При  использовании  светодиодной  лампы  плата  за  электроэнергию

снижается сразу  в 33 раза по сравнению с лампой накаливания и

в 3 раза с люминесцентной  лампой.

Таким  образом,  в  ходе  нашей  работы  мы  выяснили,  что  население предпочитает лампы  накаливания, потому что  стоимость  их наиболее  доступна  из-за  налаженного  массового производства.  

Светодиоды обладают наименьшим количеством недостатков  по сравнению с предыдущими видами ламп, но дороги, поэтому не так распространены.  Но сейчас их цена уменьшается и понемногу эти лампы становятся популярными.

В  ходе  работы  над  проектом  мы  пришли  к  выводу  о  том,  что большинство   людей   относятся   к   потреблению   электроэнергии расточительно, не  задумываясь  о  том, что  энергетические  ресурсы ограничены и со временем могут просто исчезнуть.

5. Заключение

Существуют  сотни  мер,  направленных  на  энергосбережение,  но  это невозможно без участия миллионов людей, имеющих разные интересы.

По статистике,  около  50%  экономии  электроэнергии  достигается  за  счет экономии  освещения.

Внедрение  энергосберегающих  ламп,  по  оценкам экспертов,   станет   одним   из   первых   шагов   на   пути   снижения электропотребления. По  мнению  экспертов,  энергосберегающие светодиодные  лампы отличаются  низким  потреблением  энергии  по  сравнению  с  лампами накаливания, которые обычно используются в быту, при длительном использовании окупят себя.

Сохранение  природных  ресурсов – это  вовремя  отключенный  свет, экономное   использование   электроприборов   в   быту,   применение энергосберегающих ламп и многое другое.

Сегодня   обществу   необходимы   изменение   образа   жизни,  формирование экологического стиля мышления и норм поведения, в основе которых заложено естественное для человека чувство бережного отношения к природным ресурсам. Нужно начать это делать каждому человеку, ученику. В дальнейшем, предполагаю, заменив лампы в квартире, выяснить какую экономию электроэнергии я получу за год, и сколько будет сэкономлено денег из семейного бюджета. А что это будет именно так, я не сомневаюсь

6. Использованные источники информации

1. Айзенберг   Ю.Б.   Современные   проблемы   энергоэффективного освещения.

Энергосбережение. 2009. No1.

2. Журнал "Энергобезопасность и энергосбережение" No4 (28), 2009 г.

3. Информационный бюллетень "Энергосовет", No 6 (11), 2010 г.

4. Материалы из Интернет-сайта www.es

5. Материалы Интернет-сайта www.econom-energo.