II Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ В БЫТУ

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Алексеева Т.В. 1

---

1ГБОУ ООШ с. Хорошенькое

Леонтьев В.А. 1

---

1ГБОУ ООШ с. Хорошенькое

Работа в формате PDF

377.1 KB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Актуальность.

Современную жизнь невозможно представить без электричества и тепла. Энергетика – величайшее достижение цивилизации. В быт вошли электрические бытовые приборы, которые облегчили наш труд. Если представить, что однажды электричество исчезнет на планете, жизнь человека резко изменится.

В 1992 г. в Бразилии состоялась конференция Организации Объединенных Наций (ООН) по окружающей среде и развитию. На ней присутствовали представители 197 стран мира. На конференции была принята «Программа устойчивого развития». Основная идея этой программы состоит в том, что на всех уровнях современного общества — межгосударственном, государственном, местном, индивидуальном — должны быть приняты срочные меры по предотвращению всемирной экологической катастрофы.

Ключевую роль в предотвращении экологической катастрофы играет энергосбережение. Проблема разумного использования энергии - одна из наиболее острых проблем человечества. Огромные потери энергии в ЖКХ связаны с пренебрежительным отношением со стороны потребителей. Десятки тонн топлива в день тратится напрасно, только из-за того что ежедневно у нас забывают гасить сотни тысяч осветительных приборов. Мало кто из нас задумывается о том, что это сто лампочек по 75 ватт, работающих впустую.

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».

Электроснабжение входит в систему жизненно важных ценностей человека, без которых уже невозможно прожить. Являясь неотъемлемой частью жизни человека, системы электроснабжения во многом определяют качество жизнеобеспечения, а также комфортность работы и проживания.

В Российской Федерации принято решение о переходе на энергосберегающие технологии.

Проблема: способы экономии электроэнергии в современном мире.

Гипотеза: использование в быту современных энергосберегающих технологий является одной из мер экономии электроэнергии.

Цель исследования: проанализировать значение, роль электричества и энергосберегающих технологий в жизни человека.

Задачи:

• Изучение истории развития энергетики для улучшения условий жизни человека.

• Анализ положения дел с экономией электроэнергии в Самарской области.

• Подготовка предложений по экономии электроэнергии через внедрение ресурсосберегающих технологий.

Объект исследования: электроэнергия.

Предмет исследования: источники электроэнергии в быту.

Методы исследования:

• Сравнение;

• Наблюдение;

• Эксперимент;

• Анализ и синтез.

Практическая значимость: знания по данной теме актуальны на протяжении всей жизни человека. Электричество вошло в нашу жизнь во всех ее сферах.

1.  
   1. Электричество в древности.

Современную жизнь невозможно представить без электричества и тепла. Материальный комфорт, который окружает нас сегодня, как и дальнейшее развитие человеческой мысли накрепко связаны с изобретением электричества и использованием энергии.

С древних времен люди нуждались в силе, точнее в двигателях, которые давали бы им силу большую человеческой, для того, чтобы строить дома, заниматься земледелием, осваивать новые территории.

Впервые электрические явления были замечены в древнем Китае, Индии и Греции. Древнегреческий философ Фалес Милетский в VI веке до нашей эры отмечал способность янтаря, натертого мехом или шерстью, притягивать обрывки бумаги, пушинки и другие легкие тела. От греческого названия янтаря – «электрон» – это явление стали называть электризацией. А в пирамидах Древнего Египта ученые обнаружили сосуды, напоминающие аккумуляторы.

1.  

   1. Как жили без электричества

К 19 веку из нефти научились получать керосин, который заменил масло в лампах. Поэтому основными источниками света в то время были масляные лампы и свечи.

Избы крестьян на Руси в XVII-XIX веках с весны до осени вообще не освещались. Считалось, что с Пасхи до Покрова вставать и ложиться надо с зарей. Для домашних дел хватало света от трех окон на главном фасаде дома. И лишь зимой хозяева зажигали лучины и фитили, а в праздники – свечки.

1.  

   1. Кто придумал слово «электричество»

Впервые термин «электричество» употребил английский естествоиспытатель Уильям Гилберт в своем трактате «О магните, магнитных телах и о большом магните – Земле», который был издан в 1600 году. В этом сочинении ученый объяснял действие магнитного компаса, а также приводил описания некоторых опытов с наэлектризованными телами.

У истоков освещения с помощью электричества стоял Василий Владимирович Петров, профессор медицинско - хирургической Академии в Петербурге. Исследуя световые явления, вызываемые электрическим током, он в 1802 году сделал свое знаменитое открытие – электрическую дугу, сопровождающуюся появлением яркого свечения и высокой температуры.

Первые электрические лампочки появились в России в конце XIX века. К началу XX века в России уже существовало электроэнергетическое хозяйство, которое позволяло вырабатывать незначительное количество электроэнергии для крупных городов. В годы I Мировой войны (1914 – 1918) и Гражданской войны (1918 – 1920) электросистема страны была практически разрушена. В декабре 1918 г. – июне 1918 электростанции, существовавшие в нашей стране, были восстановлены и из частных рук были переданы государству. Одновременно началось строительство ГЭС, в отдельных районах ТЭС. По инициативе В. И. Ленина в 1920 году был разработан первый план Электрификация России — план ГОЭЛРО. В ее основу была положена ленинская формула "Коммунизм — это есть Советская власть плюс электрификация всей страны». В 1922 году введены в строй Каширская ГРЭС и "Уткина заводь" (ныне 5-я ГРЭС Ленэнерго). В 1924 — Кизеловская ГРЭС на Урале, в 1925 — Горьковская и Шатурская ГРЭС. 8 ноября 1927 состоялась торжественная закладка Днепровской ГЭС. К 1931 основные задания плана ГОЭЛРО по наращиванию мощности районных электростанций и по производству электроэнергии были выполнены. В годы предвоенных пятилеток (1929г.—1940г.) созданы крупные энергосистемы на территории Украины, Белоруссии, Северо-запада и др. В начале Великой Отечественной войны 1941—1945гг. оборудование многих электростанций были эвакуированы в тыл, где в рекордные сроки вводились в эксплуатацию новые энергетические мощности. За 1942г—1944г. введено 3,4ГВт, главным образом на Урале, в Сибири, Казахстане и Средней Азии. За годы Великой Отечественной войны было разрушено 61 крупная электростанция общей мощностью около 5 ГВт, вывезено в 14 тыс. котлов, 1,4 тыс. турбин и свыше 11 тыс. электродвигателей. После войны Электрификация страны развивалась быстрыми темпами. К 1947г. СССР вышел на 2-е место в мире (после США) по производству электроэнергии, а в 1975г. производил электроэнергии больше, чем ФРГ, Великобритания, Италия, Швеция и Австрия вместе взятые. Увеличился среднегодовой прирост производства электроэнергии. Если в 1966—1970гг. он составлял в среднем за год 46,9 млрд. кВт·ч, то в 1971—1977гг. — 58,4 млрд. кВт·ч. Установленная мощность электростанций за 1966—1977гг. выросла почти в 2 раза, а доля СССР в мировом производстве электроэнергии в 1977г. увеличилась до 16% против 9,2% в 1950.

Сегодня Минэнерго работает над совершенствованием модели долгосрочного рынка мощности. А также над утверждением целевой модели, определяющей все аспекты функционирования розничного рынка электроэнергии после окончания переходного периода реформирования электроэнергетики; над оптимизацией уровня издержек в отрасли и повышением уровня надежности энергоснабжения конечных потребителей.

В конце XIX века Самара считался одним из наиболее развитых городов Поволжья. В ту пору в нем проживало всего около 80 тысяч человек, в Самаре того времени, так же, как в Москве и Петербурге, уже были водопровод, театры, синематограф, а в 80-х годах появилось также и электричество.

Изучив, имеющуюся информацию, пришли к выводу, что развитие электроэнергетики способствует развитию хозяйственной деятельности страны, улучшает бытовые условия населения. Главным, на мой взгляд, сегодня является не только о выработке электроэнергии, но и её экономия.

Российское правительство включилось в общемировую борьбу за энергосбережение и энергоэффективность, начав с поэтапного запрета выпуска и импорта ламп накаливания, что предполагает повсеместный переход на энергосберегающие лампы, и готово, по словам министра экономического развития РФ, потратить на это порядка 100 млрд. рублей.

23 ноября 2009 г. Президент Российской Федерации Д.А. Медведев подписал Федеральный закон № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации». С 1 января 2011 года, в соответствии с этим законом в России введён полный запрет на оборот ламп накаливания мощностью выше 100Вт.

После изобретения лампы накаливания прошло много лет. Современная лампа – это новые технологии и изобретатели. Лампа накаливания – это источник искусственного света, преобразовывающий электрическую энергию в световую за счет нагревания металлической спирали, так называемого тела накала. В качестве тела накала в настоящее время используется в основном спираль из вольфрама и сплавов на его основе. Конструкции ламп накаливания весьма разнообразны и зависят от назначения. Однако общими являются тело накала, колба и токовводы.

В зависимости от особенностей конкретного типа лампы могут применяться держатели тела накала различной конструкции, лампы могут изготавливаться бесцокольными или с цоколями различных типов, иметь дополнительную внешнюю колбу и иные дополнительные конструктивные элементы. Срок службы лампы накаливания составляет примерно 1000 часов. При увеличение напряжения срок службы снижается. 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.

Другие источниками освещения – энергосберегающие лампы. 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. Энергосберегающие лампы при одинаковой яркости цвета потребляют в 5-6 раз меньше электроэнергии, чем лампы накаливания. Другими словами, обычная элекролампочка в 60Вт соответствует по яркости КЛЛ мощностью 11 Вт. Экономия электричества при такой замене составит более 80%. Кроме этого, они намного более долговечны. Если ресурс ламп накаливания в среднем не превышает 800-1.000 часов, то у их энергосберегающих конкурентов он колеблется от 6.000 (у самых дешевых образцов) до 15.000 часов

Светодиодное освещение — одно из перспективных направлений технологий искусственного освещения, основанное на использовании светодиодов в качестве источника света. Использование светодиодных ламп в освещении уже занимает 37% рынка. Развитие светодиодного освещения непосредственно связано с технологической эволюцией светодиода. Разработаны так называемые сверхъяркие светодиоды, специально предназначенные для искусственного освещения.

В сравнении с обычными лампами накаливания светодиоды обладают многими преимуществами:

• экономично используют электроэнергию по сравнению с традиционными лампами накаливания (результаты анкеты);

• срок службы в 30 раз больше по сравнению с лампами накаливания;

• возможность получать различные спектральные характеристики, без потери в световых фильтрах;

• безопасность использования;

• малые размеры;

• отсутствие ртутных паров (в сравнении с люминесцентными лампами);

• отсутствие ультрафиолетового излучения и малое инфракрасное излучение;

• незначительное тепловыделение.

Недостатки светодиодных ламп:

• высокая цена. Цена у сверхярких светодиодов в 50 - 100 раз больше, чем у обычной лампы накаливания;

• напряжение строго нормировано для каждого вида ламп, светодиоду необходим номинальный рабочий ток. Из-за этого появляются дополнительные электронные узлы, называемые источниками тока. Это обстоятельство влияет на себестоимость системы освещения в целом. В самом простом случае, когда ток невелик, возможно, подключение светодиода к источнику постоянного напряжения, но с использованием резистора.

На сегодняшний день большинство стран Европы склоняются к мнению использования светодиодных источников света.

Экономно использовать электроэнергию помогают и бытовые приборы. Энергопотребление является одной из важнейших характеристик бытовой техники. В 1992 г. с целью повышения эффективности электробытовых приборов Европейским Сообществом была принята директива 92/75/ ЕЕС, согласно которой с января 1995 г. каждый прибор европейских производителей был обязан иметь наклейку, отображающую его энергетические характеристики. На этой наклейке классы энергоэкономичности обозначаются латинскими буквами от А - очень экономичного, до G - прибора с высоким расходом электроэнергии. В цветовом исполнении наклейки для каждого класса обозначаются определенным цветом: оттенками зеленого - классы А, В и С и далее в красную часть спектра, вплоть до G. Непрерывное совершенствование бытовой техники в течение последнего десятилетия настолько «подтянуло» продукцию основных фирм-производителей к высшей отметке - классу А, что ее значение девальвировалось. Так, к 2000 г. уже около 20% продаваемых в Европе бытовых холодильников имели класс энергопотребления А, а в некоторых странах доля таких холодильников достигла 50%. Снижение рыночного статуса класса А заставило страны Евросоюза принять в последние годы ряд новых директив, вводящих дополнительные градации энергопотребления.

Кроме того, эти директивами классы энергопотребления и соответствующие наклейки были введены для тех категорий бытовой техники, к которым энергетическая маркировка ранее не применялась (духовки, бытовые кондиционеры). Экономичные модели холодильников, стиральных машин и других бытовых приборов способствуют экономии электроэнергии.

Цель: выяснить, какие лампы пришли на смену лампам накаливания мощностью 100 Вт.

Для выяснения этого вопроса посетили магазины в с. Хорошенькое и с. Красный Яр. Нам удалось узнать, что в продаже сейчас имеются лампы трех типов: лампа накаливания (40 Вт, 60 Вт, 95 Вт), энергосберегающая лампа и светодиодная лампа.

Вывод: проведя исследование, выяснили, что ассортимент энергосберегающих ламп в магазинах Красного Яра растет.

Цель: выяснить, какие лампы используют для освещения помещений жители села.

Для этого провели социологический опрос.

Вывод: большинство жителей села используют энергосберегающие лампы.

Цель: выяснить, сколько кВт электроэнергии потребляется в среднем одной семьей в месяц.

Для исследования использовались приборы «Электросчетчик бытовой трехфазный серии ACE3000 тип 100/110».

Электросчетчики установлены в домах семьи Алексеевых Л.С. и Алексеева С.П.. В семье Алексеевой Л.С. количество электроэнергии рассчитывается на 2 человек. Энергосберегающих лампочек нет. В семье Алексеева С.П. электроэнергия также рассчитывается на 2 человек. Все лампочки энергосберегающие.

Бытовые приборы: стиральная машина, телевизор, холодильник моделями не отличаются. Класс экономии – С.

Таблица1.

Использование электроэнергии в семье

(при выключении электроприборов из розетки)

Таблица 2.

Использование электроэнергии в семье

(при включенных электроприборах)

Количество дней умножаем на цену одного квт 2 р. 41 к., получаем стоимость

Посчитав количество потребленной электроэнергии, пришли к выводу:

при регулярном выключении электролампочек, электроприборов из розетки, в неделю семья потратила 74 рубля 71 копейку, вместо 115 рублей 68 копеек. Сэкономили 40 рублей 97 копеек. За месяц экономия составит в среднем 163.88 рубля. Это составляет 62 кВТ. В год экономия электроэнергии только в одной семье составит 744 кВТ.

Исследование 4. "Какую сумму ежемесячно тратит одна семья на оплату электроэнергии"

Цель: узнать, сколько ежемесячно тратит одна семья на оплату электроэнергии.

Для этого провели исследование. Изучили оплаченные квитанции за 6 месяцев 2015 года (июль - декабрь). Для изучения брали квитанции Алексеевой Л.С. И Алексеева С.П.

Вывод: В среднем ежемесячно тратится от 500 до 550 рублей. С сокращением продолжительности светового времени суток количество потребляемой энергии увеличивается. В связи с этим растет сумма оплаты за электроэнергию.

Вывод.

Историю развития человечества можно представить в виде восхождения по своеобразной энергетической лестнице. На сегодняшний день энергия является одним из главных ограничителей развития цивилизации.

Современный электроэнергетический комплекс России включает около 600 электростанций единичной мощностью свыше 5 МВт. Общая установленная мощность электростанций России составляет 218145,8 МВт. Установленная мощность парка действующих электростанций по типам генерации имеет следующую структуру: тепловые электростанции 68,4%, гидравлические – 20,3%, атомные – около 11,1 %.

Россия располагает значительными запасами энергетических ресурсов и мощным топливно-энергетическим комплексом, который является базой развития экономики, инструментом проведения внутренней и внешней политики. Роль страны на мировых энергетических рынках во многом определяет её геополитическое влияние.

План ГОЭЛРО, который был принят в 1920 году и рассчитан на 10-15 лет, был планом развития не одной энергетики, а всей экономики. В нем предусматривалось строительство предприятий, обеспечивающих эти стройки всем необходимым, а также опережающее развитие электроэнергетики. Российская электроэнергетика, созданная отечественными учеными, инженерами и рабочими, является нашей национальной гордостью не только из-за ее надежности и эффективности, но и благодаря ее существенному вкладу в социальную стабильность общества и конкурентоспособность промышленности.

Электроснабжение входит в систему жизненно важных ценностей человека, без которых уже невозможно прожить. Являясь неотъемлемой частью жизни человека, системы электроснабжения во многом определяют качество жизнеобеспечения, а также комфортность работы и проживания. Тема «Электричество в жизни человека» актуальна. Нам предстоит провести еще ряд исследований доказывающих необходимость бережного отношения к природным ресурсам. Но уже сейчас по результатам проведенных исследований можно с полной уверенностью сказать, что многие учащиеся и их родители не владеют достаточным уровнем знаний о проблеме энергосбережения и, следовательно, на практике не применяют: многие приборы включены в сеть, хотя в данный момент в них нет необходимости. Лампы накаливания становятся не эффективными в применении. Сравнивая параметры, характеризующие работу ламп двух видов, видим, что люминесцентные лампы использовать лучше. Цена их выше, но окупается в течение года. Но в России до сих пор не решен вопрос с их утилизацией.

Исследование показало: если правильно пользоваться бытовыми приборами, использовать энергосберегающие лампочки, не оставлять приборы в режиме ожидания, то затраты энергии в семье действительно можно снизить. Самое важное – сжигается топливо, расходуются ресурсы, что может привести к экологической катастрофе. Каждый житель нашего маленького села, разумно расходуя электроэнергию, может внести свой личный вклад в дело спасения нашей Планеты. Выдвинутая гипотеза: использование в быту современных энергосберегающих технологий является одной из мер экономии электроэнергии подтвердилась. Поставленная цель исследования: проанализировать значение, роль электричества и энергосберегающих технологий в жизни человека решена.

Нами подготовлены предложений по экономии электроэнергии.

На протяжении всего своего существования человечество использовало энергию, накопленную природой в течение миллиардов лет с целью получения максимальной эффективности. Сегодня перед государством стоит задача – переломить в сознании граждан стереотип о неисчерпаемости ресурсов, научить каждого гражданина личной ответственности за их экономную трату.

Основы отношения к окружающему миру закладываются в детстве.

Ребенок перенимает привычки взрослых, копирует их поведение. Если с первых лет жизни дети будут видеть бережное отношение взрослых к свету, теплу,

усваивать понятие «энергосбережение» в повседневной практической деятельности, то из него вырастет человек с высоким уровнем гражданской ответственности.

Экономия в переводе с греческого – «закон дома». А это значит, что в своем доме мы просто обязаны быть бережливыми.

Проанализировав результаты своей работы, разработала рекомендации для учащихся и их родителей по экономному потреблению электричества дома и в школе. Памятки раздала одноклассникам и ученикам школы. Надеюсь, что родители задумались всерьез над проблемой энергосбережения и поставят перед собой и своими родными задачу оптимально использовать электроэнергию.

Путей сбережения электроэнергии много, были рассмотрены всего лишь несколько из них. Поэтому работу над проектом продолжу, для того чтобы выяснить другие пути и их эффективность. Планирую исследовать проблему энергосбережения в своей школе.

Список литературы

1. Гвоздецкий В. Л. "План ГОЭЛРО. Мифы и реальность".

2. Жевлакова М.А., Кириллов П.Н., Корякина Н.И., Титова Е.Л.

Ресурсосбережение в школе: как организовать проект по экономии энергии. –РОО «АсЭкО – Санкт-Петербург», 2002. – 80 с.

1. Кондратьев К.Я. и др. Экологические проблемы современной цивилизации./ Вестник РАН. 1996-№2

2. План электрификации РСФСР, второе издание, 1955.

3. Сапожникова Г.П. ,Снакин В.В. Мир в наших руках. – Пущино –

Москва: Изд-во «11 формат»,2006. – 76 с.

19