XV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Энергосбережение - умная привычка

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Минниханова Д.Д. 1

---

1МБОУ Школа № 137 ГО г. Уфа РБ

Бикмухаметова Р.А. 1

---

1МБОУ Школа № 137 ГО г. Уфа РБ

Работа в формате PDF

40.7 MB

Автор работы награжден дипломом победителя I степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Вопросом экономного отношения к электроэнергии озадачен весь современный мир. И тему своей работы «Энергосбережение – умная привычка» я выбрала не случайно. Экономя электроэнергию у себя в квартире, мы сможем помочь природе и сэкономим семейный бюджет.

Мы не представляем свою жизнь без освещения, без холодильника и компьютера, без телевизора и телефона. Я точно знаю, что все эти приборы работают благодаря электричеству.

Проблема энергосбережения актуальна не только для моей семьи, школы, страны, но и всего мира. В связи с постоянным ростом тарифов на электроэнергию и другие топливно-энергетические ресурсы все более актуальной становится возможность снизить затраты на их оплату. Экономические знания нужны всем: и взрослым, и детям. Поэтому я решила на примере своей семьи, класса провести исследование по экономии потребления электроэнергии в быту. 

Гипотеза: при рациональном использовании электроэнергии мы сможем сократить потребление, тем самым сэкономим семейный бюджет и поможем природе.

Цель данной работы: выяснить, что мы можем сделать для сокращения потери электроэнергии, и исследовать, как энергосбережение влияет на семейный бюджет.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

– изучить материал по выбранной теме;

– узнать, что такое электричество и познакомиться с историей его открытия;

– измерить, сколько электроэнергии потребляют электроприборы в разных режимах работы;

– научиться быть экономным;

– сделать расчёт потери электроэнергии;

– провести опрос среди одноклассников и родителей на темы: «Экономите ли вы электроэнергию дома?», «Какие вы знаете способы энергосбережения?»;

– взять интервью у заместителя директора по хозяйственной части;

– выпустить буклет для одноклассников с советами по энергосбережению.

Объект исследования: количество электроэнергии, потребляемой в быту.

Методы исследования:

– изучение научной и учебной литературы;

– анкетирование и составление диаграмм;

– опрос среди одноклассников и родителей;

– наблюдение, обобщение и анализ результатов;

– расчёт экономии электричества на примере моей семьи и класса.

Практическая значимость исследования определяется возможностью использования полученных результатов в жизни и практической деятельности человека.

1 Понятие, история и виды электричества

История электричества

Электричество было известно людям с самых давних времен. Знания о таком явлении как электричество были у людей уже много тысяч лет назад.

Электричество – это вид энергии, которую не требовалось изобретать, а только обнаружить и изучить. История отдает должное первооткрывателю Бенджамину Франклину, именно его эксперименты помогли установить связь между молнией и электричеством. Его эксперимент с воздушным змеем, ключом и штормом. Это просто доказало, что молния и крошечные электрические искры – это одно и то же. (Приложение 1, стр.20)

Хотя на самом деле, правда об открытии электроэнергии намного сложнее, поскольку в ее истории не существует единого определяющего момента, дающего прямой ответ на вопрос, кто изобрёл электричество.

Ещё древний человек заметил удивительное свойство натертой янтарём шерсти притягивать нитки, пыль и другие мелкие предметы.

Древние греки очень любили украшения и мелкие поделки из янтаря. Этот камень они называли за его цвет и блеск «электрон», янтарь по-гречески, кстати, именно так и звучит, это значит «солнечный камень». О том, что янтарь мог электризоваться, знали давно. Впервые исследованием этого явления занялся знаменитый философ древности Фалес Милетский. Об этом есть даже легенда: «Дочь Фалеса пряла шерсть янтарным веретеном. Как-то, уронив его в воду, девушка стала обтирать его краем своего шерстяного хитона и заметила, что к веретену пристало несколько шерстинок. Думая, что они прилипли, она принялась вытирать его ещё сильнее. И что же? Шерстинок налипало тем больше, чем сильнее натиралось веретено. Девушка обратилась за разъяснением к отцу. Фалес понял, что причина в веществе, из которого сделано веретено. В следующий раз он накупил различных янтарных изделий и убедился, что все они, будучи натёрты шерстяной материей, притягивают лёгкие предметы, как магнит притягивает железо». Гораздо позже данное свойство было замечено и за другими веществами, такими как сера, сургуч и стекло.

Первые шаги к пониманию природы электричества были сделаны в середине 18 века, когда французский физик Кулон открыл закон о взаимодействии электрических зарядов. Упорядоченное движение свободных электрически заряженных частиц называется электрическим током.

В конце 18 века итальянский физик Алессандро Вольта создал первый источник тока, и дал физикам возможность проводить опыты с электрическим током. Обозначение «вольт» произошло от фамилии ученого Алессандро Вольта. В 1800 году он создал гальванический элемент, раннюю электрическую батарею, вырабатывающую постоянный электроток. Он также выполнил первую передачу тока на расстояние, связав положительно и отрицательно заряженные разъёмы и создав между ними напряжение. Поэтому многие историки считают, что 1800 — это год изобретения электричества.

Правда, практически измерять электричество человек научился только в начале 19 века. Потом понадобилось еще 70 лет до того момента, когда в 1872 году русский ученый Александр Николаевич Лодыгин изобрел первую в мире электрическую лампочку накаливания. ¹

Электроприборы окружают нас повсюду: дома, в школе, на улице. Приносят нам пользу, и облегчают нам жизнь. Мы смотрим телевизор, пользуемся компьютером, заряжаем сотовый телефон. Мама готовит на электроплите, укладывает волосы феном, гладит бельё утюгом, загружает бельё в стиральную машину. Папа работает электродрелью, перфоратором. Электричество прочно вошло в наш быт, и мы не представляем себе жизни без этого волшебного помощника. Но, что, же такое электричество?

Электричество — это рациональное использование энергии.

По словарю Ожегова «электричество, -а, ср. 1. Совокупность явлений, в которых обнаруживается существование, движение, взаимодействие заряженных частиц. Учение об электричестве. 2. Энергия, получаемая в результате использования таких явлений. Применение электричества в технике. 3. Освещение, получаемое на основе этой энергии. Горит э. Провести э. Зажечь, погасить э. 11 прил. электрический, -ая, -ое. Э. заряд. Электрическая дуга. Э. ток. Электрическая лампа».²

Энергосбережение стало одной из приоритетных задач человека из-за дефицита основных энергоресурсов, возрастающей стоимости их добычи, а также в связи с глобальными экологическими проблемами.

Из современного толкового словаря русского языка Ефремовой Т.Ф. Энергосбережение – это ограничение потребление различных видов энергии, в том числе введение квот на отпуск, газа, тепла, электроэнергии и т.п. с увеличением тарифов на них, контролем средств учёта расхода энергии и т.п.³

С каждым годом производство топлива и энергии все дороже обходится человеку, при этом люди начинают отчетливо сознавать, что бессмысленное расточительство энергии и, в частности, электроэнергии или неумелое пользование энергетическими устройствами не только безнравственно, но и бьёт по карману, и чем дальше, тем сильней.

Сегодня в современном мире энергосбережение – это неотъемлемая часть жизни цивилизованного общества. Это и забота о здоровье, и экономия денег, и комфорт проживания. Но одна из самых главных глобальных характеристик энергосбережения – это защита окружающей среды от негативных воздействий.

Энергосбережение – это технологии и уклад жизни, которые помогают нам уменьшить потребление энергии за счет её рационального использования. В более узком смысле, энергосбережение подразумевает ведение экологически-дружественного образа жизни за счёт использования новых технологий, которые помогают сэкономить наши деньги и природные ресурсы нашей планеты, в последнее время так бездумно расходуемых человечеством, что в конечном итоге может привести к катастрофическим изменениям климата. 

Виды электричества

Существует два вида электричества статистическое и динамическое.

Статическое электричество – это частицы никуда не текут. На одном предмете этих частиц много, и им тесно — этот предмет заряжен. А на другом предмете их мало — он не заряжен. Если близко поднести друг к другу эти предметы, то возникает притяжение, потому что частицы хотят течь туда, где свободно, чтобы заряд выровнялся. Иногда, если заряд сильный, то частицы могут даже преодолеть воздух, тогда мы видим искру и слышим щелчок. Статическое же электричество не подписывается каким-либо источником напряжения. Оно выступает как своего рода разовое явление, которое не может повториться немедленно и требует времени для накопления перед новым разрядом.

Под динамическим электричеством имеют в виду электрический ток, обычно производимый электростанциями и поступающий по проводам. Электрический ток – это упорядоченное движение заряженных частиц. Он проявляется как напряжение на контактах. Также электрический ток может что-нибудь нагревать, заставлять светиться, а также совершать и невидимую работу внутри компьютеров и других электронных устройств, переключая там полупроводниковые приборы из одного состояния в другое.

2 Учимся быть экономным

Разумное использование электроэнергии – это одна из наиболее острых проблем современного мира. 23 ноября 2009 года президент России подписал Федеральный закон «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности, и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации».⁴ Современная экономика основана на использовании энергетических ресурсов, запасы которых истощаются и, к сожалению, не возобновляются. Нынешние способы производства энергии наносят непоправимый ущерб природе и человеку. Врачи считают, что здоровье людей на 20 % зависит от состояния окружающей среды.

Каждая семья оказывает определенное воздействие на окружающую среду. Мы все как бы подключены к единой системе жизнеобеспечения. По каналам этой системы – электрическим сетям, через торговые, бытовые, то, что необходимо для нормального содержания домашнего очага.

Если каждый человек будет бережно относиться к расходованию природных ресурсов, экономить электроэнергию, то тем самым будет способствовать предотвращению всемирной экологической катастрофы.

Проблема заключается в том, что чем больше мы потребляем энергии, тем больше мы оплачиваем эти расходы. Экономить ресурсы в быту – это значит с умом расходовать электроэнергию. Как оказалось, что одна из сложных проблем в экономии электроэнергии – начать с себя.

Способы экономии электроэнергии:

– самое эффективное это замена ламп накаливания на энергосберегающие лампы, они стоят дороже, но очень быстро окупаются и служат дольше;

– выключать светильник или люстру, надолго выходя из комнаты;

– технику, находящуюся в режиме ожидания, которой долго не пользуются, нужно выключать (компьютер, телевизор, зарядное устройство, СВЧ – печь, и т.д.);

– использовать стиральную машину при максимальной загрузке;

– в электрочайнике кипятить только необходимый объем воды и очищать его регулярно от накипи;

– чаще очищать пылесборник пылесоса;

– включать кондиционер при плотно закрытых окнах и дверях;

– при покупке бытовой техники нужно обращать внимание на класс потребления электроэнергии. Самый экономичный класс «А»;

– при длительном отсутствии или отъезде, выключать все электроприборы, кроме холодильника.

Исследовательская часть

Исследование №1

Измеряем электроприборы дома

У всех дома немало разных электрических приборов. Это лампочки в люстре, холодильник, телевизор, компьютер, стиральная машинка, электрочайник, посудомоечная машина, различные гаджеты, которые заряжаются от розетки, и др. Все эти приборы потребляют для своей работы электрическую энергию. Эта энергия измеряется в Ваттах. Платим мы за потреблённые киловатт-часы (кВт*ч). 1 кВт*ч = 1000 Ватт час сейчас в Уфе стоит 3,5 руб. За месяц в отдельной семье может выйти от несколько сотен до несколько тысяч рублей. Мне стало интересно, сколько наша семья тратит электроэнергию в месяц и насколько можно сэкономить электроэнергию дома, чтобы снизить платежи.

Существует специальный прибор для измерения Ватт – ваттметр. За помощью я обратилась к папе, он работает в энергетике и у него есть такой прибор. С его помощью мы сможем увидеть, сколько Ватт в реальном времени потребляет любой электрический прибор.

Измерим мощность электроприборов в доме, чтобы выяснить какие из них потребляют больше, а какие меньше. Заодно будем знать, какими приборами лучше не пользоваться слишком долго.

Начнём с телевизора. Измеряем, во время просмотра телевизора потребляет 220 Ватт. (Приложение 2, стр.21) Если мы сморим телевизор вечером, в среднем 4 часа, то получается:

0,22 кВт * 4ч * 30 дней = 26,4 кВт*ч * 3,5руб = 92,40 руб. в месяц.

Теперь выключаем телевизор пультом. Оказывается, телевизор полностью не выключается, он остается в режиме ожидания. На приборе горит маленькая лампочка – светодиод, которая говорит о том, что прибор включен в сеть. И наш телевизор в этом режиме потребляет 10 Ватт. (Приложение 2, стр.21)

Считаем:

0,010 кВт * 24 ч * 30 дней = 7,2 кВт*ч * 3,5 руб. = 25,20 руб. в месяц с одного телевизора.

Так же происходит и с зарядными устройствами для телефона. Их тоже не надо оставлять в розетках после того, как телефон зарядился. Проверяем зарядные устройства для телефона. (Приложение 3, стр.22) Оказалось, что после отключения заряжаемого устройства продолжают потреблять около 1 Ватта, это конечно совсем немного, но тем не менее:

0,001 кВт * 24ч * 30 дней = 0,72 кВт*ч * 3,5 руб. = 2,52 руб. в месяц.

Оказывается, многие приборы продолжают потреблять немало электроэнергии, если остаются включенными в розетку. Я выяснила что, для экономии электроэнергии нужно отключать не использующие приборы из сети.

Исследование №2

Количество источников электроэнергии

Одним из основных потребителей электроэнергии дома являются осветительные приборы. Лампочки есть в каждой комнате и лампочки бывают разные.

В моём доме есть лампы нескольких видов, в том числе и энергосберегающие, и есть лампы накаливания с высоким показателем энергопотребления.

Лампа накаливания – это искусственный источник света, в котором свет испускает тело накала, нагреваемое электрическим током до высокой температуры. Она уже морально устаревает, так как слишком много потребляет электроэнергии.

Энергосберегающая люминесцентная лампочка – она примерно в 4 раза экономнее.

Светодиодные лампочки. Они начали появляться не так давно. Потребляют ещё меньше энергии, но пока ещё довольно дорогие.

(Приложение 4, стр.23)

Мною был проведён подсчёт ламп и осуществлён анализ электропотребления в квартире, данные приведены в таблице. (Приложение 5, стр.24)

Исследование №3

Расчёт экономии электричества

Я решила провести эксперимент, на протяжении одной недели, каждый день в одно время, я снимала показания и отмечала их в колонке отчёта. (Приложение 6, стр.25)

В конце недели я сделала подсчёт, и у меня получился график. Нашла общее количество использованной электроэнергии за неделю, посчитала, сколько будет стоить потребленная электроэнергия. Отметила, в какие дни недели потребление электроэнергии максимальное, в какие дни недели потребление минимальное. Оказалось, что максимальное потребление электроэнергии приходиться на выходные дни. (Приложение 7, стр.26) Проанализировав результаты, я задумалась о том, что можно сделать, чтобы уменьшить потребление электроэнергии.

Я выключала свет в комнатах, когда в них никого нет. Через неделю мы с папой решили дома заменить лампы накаливания, на энергосберегающие и светодиодные. (Приложение 8, стр.27) И провести повторный эксперимент, я снова снимала показания. Сравнила полученные результаты и нашла разницу. В таблице и на диаграмме видно, что потребление электроэнергии за неделю снизилось. Этому способствовало использование энергосберегающих технологий. (Приложение 9, стр.28)

Потребление электроэнергии во время эксперимента за первую неделю – 60 кВт, за вторую неделю – 42 кВт. За счёт снижения энергопотребления, моя семья сэкономили за вторую неделю 18 кВт. В результате нам удалось сэкономить 63 рубля за неделю, а если за весь месяц 63 * 4 = 252 рубля.

Мне было интересно делать подсчёт, и я сделала вывод:

– Старые лампы накаливания, надо заменить на энергосберегающие или светодиодные;

–Выключать свет в комнатах, если он там сейчас не нужен. Это самая эффективная экономия.

Исследование №4

Расчёт затрат энергии для класса при переходе от ламп дневного света к светодиодным.

Посчитаем затраты энергии для класса при использовании ламп дневного света в месяц.

В нашем классе имеется 12 светильников в каждом по 4 лампы дневного света мощностью 18Вт, значит, один светильник потребляет ток мощностью 72 Вт. Ежедневно каждый светильник горит в течение дня около 5 часов. В неделе 5 учебных дней. Произведём расчёт: 72*12*5*5=21600Вт. Это больше 21 кВт.

При тарифе 6 руб.80 коп. за 1 кВт мы получим 146руб.88коп. (6,8*21,6) за неделю. В году 34 учебные недели. Значит, за электроэнергию только в нашем классе надо заплатить примерно 5000 рублей (4993руб.92коп.).

В нашей школе 35 классов. 5000*35=175000 рублей за учебный год.

Произведём расчёты при переходе с ламп дневного света на светодиодные. Один такой светильник потребляет 36 Вт. Видим, что в 2 раза меньше. Итого, за учебное время можно сэкономить только в нашем классе 2500 рублей, а по школе – 87500. Мы ещё не брали в своих расчётах спортзалы, коридоры, санузлы и т.п..

Следовательно, при переходе от ламп дневного света к светодиодным лампам мы экономим в 2 раза больше энергии и в 2 раза больше денег. Результаты наглядно представлены на диаграмме. (Приложение 10, стр.29)

В беседе с заместителем директора по хозяйственной части Мариной Васильевной мы узнали, что в этом году в школьной столовой тоже заменили лампы на светодиодные. Она поделилась, что разница в цене ламп небольшая, и окупается за короткий срок за счёт экономии электроэнергии и срока службы. Ещё эти лампы пожаробезопасны.

Вывод. Таким образом, можно выделить следующие основные преимущества светодиодных ламп – очень низкое потребление электроэнергии и длительный срок службы. Благодаря этим двум преимуществам, светодиодные лампы приносят большую экономию при их использовании.

Наш класс (в нашем кабинете светодиодные лампы) только за сентябрь и октябрь текущего года сэкономил из бюджета школы больше 1300 рублей. На примере нашего кабинета рекомендовать поменять лампы по всей школе.

Исследование №5

Познакомившись с материалом о пользе сбережения электроэнергии, мне захотелось узнать у моих одноклассников и родителей из моего класса, экономят ли они дома электроэнергию, и какие способы энергосбережения им известны.

Моим одноклассникам и родителям была предложена следующая анкета:

Экономите ли вы электроэнергию дома?

- да;

- нет;

- не знаю.

2. Какие вы знаете способы энергосбережения?

- использование энергосберегающих лампочек;

- выключаю свет, уходя из дома;

- выключаю электроприборы.

Было опрошено 20 учащихся моего класса, 18 родителей.

На вопрос, экономите ли вы электроэнергию дома, ответили:

«да» - 8 детей, 9 родителей;

«нет» - 12 детей, 9 родителей;

Результаты наглядно представлены на диаграмме 1 «Экономите ли вы электроэнергию дома?». (Приложение 11, стр.30)

На вопрос, «Какие вы знаете способы энергосбережения?» (можно было выбрать несколько ответов):

использование энергосберегающих лампочек – ответили 6 детей, 6 родителей;

выключаю свет, уходя из дома - 9 детей, 9 родителей;

выключаю электроприборы – 5 детей, 4 родителя.

Результаты наглядно представлены на диаграмме 2, «Какие вы знаете способы энергосбережения?». (Приложение 11, стр.30)

Вывод. Анализ анкет одноклассников и их родителей показал, что большинство опрошенных свои действия по энергосбережению видят лишь в том, чтобы включать свет, электроприборы нужно по мере необходимости и отключать после их использования.

Заключение

Электричество необходимо нам ежеминутно, ежесекундно. Все системы работают за счет него. Отключение электричества на сутки парализует работу всех систем. Проблема энергосбережения стала на сегодняшний день одной из самых актуальных проблем во всем мире. Многие государства начали проводить меры по экономии электроэнергии. В Российской Федерации тоже принято решение о переходе на энергосберегающие технологии (Федеральный закон «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности, и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации», ноябрь 2009 г.)

На наш взгляд задуматься об экономии электроэнергии необходимо ещё со школьной скамьи. Мы считаем тему исследования очень интересной и важной, особенно в современных условиях

Познакомившись с учебной литературой, сайтами в интернете мы узнали для себя очень много новой информации, которая пригодится нам в жизни. Также в процессе работы над проектом мы открыли новые знания об электричестве, изучили историю источников освещения.

Работая над проектом, мною было выявлено, что получение учащимися знаний о проблемах потребления электроэнергии, бережного отношения, экономного использования электроэнергии, помогают школьникам задуматься именно о своей ответственности по экономии электроэнергии.

В ходе исследований доказали, что проведение даже самых простых мероприятий дома ведёт к экономии электрической энергии и к снижению денежных затрат при её использовании.

Главным достижением стало то, что за последний месяц нам действительно удалось сэкономить! Мы не ущемляли себя в пользовании электричеством, просто следовали своей памятке и расходовали электроэнергию с умом. Предлагаемые и используемые нами способы позволяют значительно снизить расход энергии, а значит экономить. Воспользуйтесь этими нехитрыми советами, и вы сэкономите ваши деньги

Выяснили, какие лампы и светильники рациональнее использовать с учётом минимального вреда для здоровья учащихся и персонала школы. Выступили с рекомендацией о замене «прожорливых» ламп накаливания светодиодными. И наши расчеты по классу и школе показали существенную экономию средств на оплату за электроэнергию при замене ламп.

Таким образом, можно сделать вывод, что исследовательский проект «Энергосбережение – умная экономия» поставленные задачи решил:

– доказали, что каждый человек влияет на объёмы потребления электроэнергии;

– с помощью расчётов продемонстрировали, что при замене ламп на светодиодные, можно существенно сэкономить бюджет;

– показали, что каждый школьник может своими силами внести свой вклад в экономное и рациональное потребление электроэнергии дома и в школе.

По результатам исследования мы разработали памятку (буклет), которую рекомендуем для учащихся и родителей. (Приложение 12, стр.31)

Список использованных источников

Аркуша, М.И. Энергетика и окружающая среда. Физика и экология. – Сост. М. И. Аркуша, Издательский дом «Корифей», 2006. – 96 с.

Данилов, Н.И. Энергосбережение - от слов к делу - Екатеринбург, ЭнергоПресс, 2000.

Ефремова Т.Ф. Современный толковый словарь русского языка в 3т. – М.: Астрель, 2000.

Ожегов С.И. Словарь русского языка: 70 000 слов и фразеологических выражений. — 22-е изд. М.: Русский язык, 1990. — 921 с.

https://energo-audit.com/energosberezhenie-doma

http://www.energosovet.ru/

http://www.energomuseum.ru/timeline/nachalo-ehry-ehlektrichestva/

http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_93978

Приложение 1

Эксперимент Бенджамина Франклина связь между молнией и электричеством, с воздушным змеем, ключом и штормом.

Приложение 2

Приложение 3

Приложение 4

Приложение 5

Таблица 1. Освещение

Приложение 6

Приложение 7

График потребления электроэнергии по дням недели

Приложение 8

Приложение 9

Отчёт о проведённом домашнем исследовании

Диаграмма «Результаты снижении электроэнергии за 2 недели»

Приложение 10

Приложение 11

Диаграмма 1

Диаграмма 2

Приложение 12