II Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ И ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ ПРИРОДЫ

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Пасхин П.А. 1

---

1

Пазина Т. 1Заварзина С. 1

---

1

Работа в формате PDF

240.3 KB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителяСвидетельство руководителя

  Введение

Современное общество постоянно сталкивается с проблемами энергосбережения и экологии. Происходит регулярное повышение цен на ресурсы и ухудшение экологической обстановки. Так где зависимость между экологией и энергосбережением? Тепловые электростанции, производящие энергию, наносят ущерб экологии. В промышленных масштабах проследить зависимость легко, а вот на бытовом уровне можно увидеть лишь косвенное взаимодействие. Применение энергосберегающих технологий может привести к снижению затрат на энергию, что оказывает положительное воздействие на экологию. Разумное использование энергии позволит сократить пагубное воздействие на экологическую обстановку. Необходим качественно разработанный проект по энергосбережению, который позволит оптимизировать использование электроэнергии.

Актуальность проблемы несомненна. Появление разнообразной бытовой техники, гаджетов, оргтехники, всеобщая компьютеризация подняли средний уровень потребления энергии населением. Чтобы привлечь внимание общественности и властей к проблеме бережного отношения к энергоресурсам, ежегодно, 11 ноября, отмечается Международный день энергосбережения. Международный статус он получил не случайно: в акции изъявили желание участвовать около 20 стран, в том числе и Россия. Наша школа тоже участвует в проведении Недели энергосбережения с 15-22 ноября.

А сможет ли моя семья внести свой вклад в энергосбережение страны. Могу ли я принять в этом участие?

Цель исследования: изучение технологий, способствующих решению проблемы энергосбережения в быту.

Объектом исследования являются энергосберегающие технологии современного мира.

Предмет исследования – энергосбережение в быту.

Задачи исследования:

1. проанализировать научную литературу по проблеме энергосбережения;

2. провести анкетирование и узнать, насколько знакома окружающим проблема энергосбережения;

3. провести эксперимент по экономии электроэнергии средством ее бережного использования;

4. разработать рекомендации для учащихся и их родителей по экономному потреблению тепла и света дома.

Методы исследования:

1. анализ изученной литературы,

2. анкетирование,

3. эксперимент,

4. анализ полученных данных.

Практическая значимость исследования:проведен эксперимент, направленный на экономию электроэнергии в быту, который может быть популяризирован среди населения. Кроме этого, данный материал может быть использован при подготовке классных часов и внеклассных мероприятий, для привлечения школьников к проблеме энергосбережения.

Новизна работы состоит в том, что были изучены технологии энергосбережения и подсчитана экономия по потреблению электричества в жилом помещении.

Хронологические рамки данного исследования охватывают период с сентября по ноябрь 2016 года.

Гипотеза исследования: можно ли, экономя электроэнергию в быту, внести посильный вклад в решение проблемы энергосбережения.

Глава 1. Проблема энергосбережения в мире

Потребление всех видов энергетических ресурсов продолжает быстро расти. Что будет дальше? На наш взгляд, проблемы связанные с энергообеспечением, очень актуальны в настоящее время. Они не могут не интересовать любого здравомыслящего человека и требуют всеобщего пристального внимания, изучения и решения.

Современная экономика основана на использовании энергетических ресурсов, запасы которых истощаются и не возобновляются. Энергосбережение играет ключевую роль в предотвращении экологической катастрофы. Проблема разумного использования энергии является одной из наиболее острых глобальных проблем человечества.

Процесс энергосбережения предполагает реализацию организационных, технических и экономических мер, направленных на эффективное использование и экономное расходование топливно-энергетических ресурсов. Применение технологий энергосбережения актуально сегодня во всех сферах человеческой жизнедеятельности: не только в промышленности, но и в быту.

Каждая семья оказывает определенное воздействие на окружающую среду. Она как бы подключена к единой системе жизнеобеспечения. По каналам этой системы – электрическим и тепловым сетям, водопроводу, газопроводу, через бытовые, коммунальные, снабженческие организации и предприятия мы получаем все то, что необходимо для нормального существования человека.

Можно выделить следующие направления энергосбережения:

• Экономия электричества.

• Экономия тепла.

• Экономия воды.

• Экономия газа.

• Экономия моторного топлива.

Для повышения эффективности систем теплоснабжения первостепенно интегрирование наиболее современного теплогенерирующего оборудования и снижение утечек теплоносителя. Внедряется использование вторичных энергоресурсов, систем локального регулирования работы отопительных приборов и узлов учета тепловой энергии.

Мероприятия по экономии воды и газа начинаются с установки приборов учета их потребления. Для экономии воды монтируются автоматические регуляторы ее расхода, а для экономии газа подбирается оптимальная мощность газового насоса и котла, морально устаревшие топливные котлы заменяются на новые.

В области экономии моторного топлива для применяемых на производстве двигателей внутреннего сгорания можно отметить использование экономайзеров (средств экономии топлива) и переход на использование техники с низким расходом горючего.

Вопросы применения технологий энергосбережения должны решаться комплексно, именно такой подход дает максимальный эффект и позволяет снизить энергопотребление на 20-60%. Этот технологический комплекс, направленный на экономию всех видов энергоресурсов складывается из следующих общих направлений:

• применения эффективных теплоизоляционных материалов;

• использования тепла уходящих газов;

• применения современных газогорелочных систем;

• автоматизации процессов учета и регулирования потребления энергоресурсов.

Особую актуальность внедрение энергосберегающих технологий приобретает на фоне непрерывного роста стоимости электричества, нефти, газа.

Мы в данном исследовании остановимся на одном направлении – экономии электричества в жилом помещении. Ключевыми мероприятиями оптимизации потребления электроэнергии являются:

• максимальное использование дневного света (увеличение площади окон, дополнительные окна, применение оптимального режима бодрствования максимально совпадающего со световым днём);

• повышение отражающей способности помещения (белые стены и потолок);

• замена ламп накаливания на энергосберегающие (люминесцентные, компактные люминесцентные, светодиодные);

• применение устройств управления освещением (датчики движения и акустические датчики, датчики освещенности, таймеры, системы дистанционного управления);

• использование газовых варочных плит вместо электрических там, где это возможно;

• при выборе новой аудио, видео, компьютерной и др. техники предпочтение отдается, при прочих равных характеристиках, устройствам с меньшим энергопотреблением, как в рабочем, так и в дежурном режиме (большинство современных бытовых устройств потребляют электроэнергию даже в выключенном состоянии, т. к. не выключаются полностью, а переводятся в «спящий» режим "stand-by/off");

• нежелательное использование «спящего» режима электрооборудования.

Статистка свидетельствует, что 50% сэкономленной электроэнергии – это экономия за счет освещения.Поэтому с 1 января 2011 года в России введён полный запрет на оборот ламп накаливания мощностью выше 100 Вт. А с 2014 года полный запрет на оборот ламп мощностью выше 25 ватт. Таким образом, государство привлекает население к программе энергосбережения.

Глава 2. Технологии энергосбережения в быту.

Мы начали наше исследование с того, что провели анкетирование среди учащихся МОУ СОШ № 10, целью которой было выяснить, умеют ли в семьях наших восьмиклассников экономить электроэнергию. Были опрошены учащиеся 8 а и 8 б классов, всего 51 человек. (Приложение 1)

Анкетирование восьмиклассников показало, что в каждой семье имеется сложная бытовая техника: персональный компьютер, холодильник, микроволновая печь, электрочайник и др. В целом, электрических приборов в доме от 7 до 17 единиц. Кроме этого, в ходе опроса мы выяснили, что телевизор не редко включен «для фона», компьютер может работать, когда его не используют. Время работы этих приборов составляет от 2 до 24 часов в сутки. (Приложение 2).

Нами был составлен энергетический паспорт дома, в котором перечислены электроприборы и время их работы за день. Мы получили следующие данные: 38 светодиодных лампочек, компьютер, ноутбук, холодильник, микроволновка, стиральная машина, утюг. В техническом паспорте этих приборов мы узнали их мощность, затем умножили её на среднее время работы этого прибора и получили энергию, израсходованную ими за сутки. Сложив энергию каждого прибора, мы подсчитали суммарное потребление электрической энергии за сутки, у нас получилось - 10,8 кВт.

Подсчитаем, сколько нужно заплатить за суточное потребление энергии при тарифе 2,92. за 1 кВт. Для этого суммарную электроэнергию, израсходованную приборами за сутки, мы умножаем на тариф.

10,8 кВт х 2,92 руб = 31,54 (руб.) за сутки.

При таком раскладе нужно заплатить за неделю 31,54 х 7= 220,75руб

Для достоверности результатов мы провели наблюдения за показаниями счетчика за неделю. Каждый день мы фиксировали показания счётчика, затем, чтобы узнать сколько энергии израсходовано за день, из показаний текущего дня вычитали показания предыдущего. В среднем мы расходовали по 10,6 кВт в сутки. За неделю набежало 74 кВт.

Снова умножаем энергию на тариф 74 кВт х 2,92 = 216,08 рублей за неделю.

Теоретически мы рассчитали, что за неделю мы должны были истратить 75,6 кВт и заплатить 220, 75 руб. Экспериментально мы подтвердили это предположение. У нас получилось, что мы израсходовали 74 кВт и заплатили 216,08 руб. Таким образом, данные, полученные теоретическим путем соответствуют показателям, установленным в эксперименте.

Далее в процессе исследования мы рассчитали, сколько энергии тратится, если приборы включены, но не используются. Зная мощность приборов, установили, сколько электроэнергии тратится при включенных телевизоре и компьютере, когда они не используются. Данные представлены в таблице. (Приложение 6)

В ходе эксперимента мы выяснили, что если телевизор и компьютер включены и не используются только в течении 2 часов в сутки, то в месяц они потребляют энергии 13,8 кВт.часов. За год эта цифра увеличится до 165,6 кВт.часов. А в некоторых семьях этот интервал времени больше, и в среднем составляет 6 часов, поэтому потребление энергии вырастет до 580 кВт.час. в год. Если переведем это в денежный эквивалент, умножив энергию на тариф, то для семейного бюджета это составляет от 483,55 до 1693,6 рублей в год.

Из повседневного опыта известно, что многие приборы (телевизор, микроволновая печь, стиральная машина-автомат, компьютер, зарядное устройство для телефона) часто находятся в режиме ожидания (stand-by). Мы измерили мощность электрических приборов в доме, чтобы выяснить, сколько энергии они потребляют в этом состоянии.

Проанализируем работу жидкокристаллического телевизора диагональю 107 см. Вместе с ним работают ТВ-приставка и колонки. Во время одновременного использования всех этих приборов потребляется 220 Ватт. Если мы смотрим телевизор вечером в среднем 3 часа, то получается:

0,22 кВт * 3ч * 30 дней = 19,8 кВт*ч * 2,92руб. = 57,82 руб. в месяц

В ходе нашего эксперимента мы выяснили, что если отключить телевизор и приставку при помощи пульта, электроприборы не будут выключены полностью, они находятся в «режиме ожидания». На приборах горят маленькие лампочки – светодиоды, которые говорят о том, что прибор включен в сеть. И наш телевизор вместе с ТВ-приставкой и колонками в этом режиме потребляет 26 Ватт. Так как электроприборы включены в розетку постоянно, то при вычислении получаем следующий результат:

0,026 кВт * 24ч * 30 дней =18,72 кВт*ч* 2,92руб. = 54,67 руб. в месяц

Отсюда вывод: многие приборы продолжают потреблять немало электроэнергии, если остаются включенными в розетку.

Аналогичный эксперимент был проведен с зарядными устройствами для телефонов. Оказалось, что половина зарядных устройств после отключения заряжаемого устройства продолжают потреблять около 1 Ватта.

0,001 кВт * 24ч * 30 дней =0,72 кВт*ч* 2,92руб. =2,1 руб. в месяц

Чтобы не рассматривать каждый прибор в отдельности, мы провели следующий эксперимент - замерили затраты электроэнергии, когда техника находится в режиме ожидания. Холодильник отключили от питания, выключили свет, оставив включенными следующие приборы в режиме ожидания: телевизор, компьютер, стиральная машина, микроволновка, зарядное устройство. Проанализировали показания счетчика: за 4 минуты диск счетчика сделал один оборот.

На любом счётчике имеется надпись, за сколько оборотов он насчитает 1 кВт.ч. электрической энергии. У разных типов счётчиков это число может быть разным. На нашем счетчике это 600 оборотов. Таким образом, выяснили, что за 4 мин-1 оборот, а за 1 час- 15 оборотов. Если режим ожидания в день взять 20 часов, то 20 х 15 = 300 оборотов, т.е. 0,5 кВтчас. Результаты энергопотребления за 365 дней могут составить 365 х 0,5 кВт час = 182,5 кВт.час в год, что в денежном эквиваленте составит 532,9 рублей.

Проведенные эксперименты показали, что при соблюдении правил энергосбережения можно в два раза сократить потребление электроэнергии, в результате чего не только будут сэкономлены средства в семейном бюджете, но и внесен вклад в решение данной проблемы.

Заключение

В результате исследования мы пришли к следующим выводам:

• Проблема разумного использования энергии является одной из наиболее острых глобальных проблем человечества.

• Энергосбережение предполагает экономию тепла, воды, газа, моторного топлива, электричества.

• Применение мероприятий, направленных на экономное использование электричества, действительно снижает его потребление.

Таким образом, наша гипотеза подтверждена. Исследование показало: если правильно пользоваться бытовыми приборами, использовать энергосберегающие лампочки, не оставлять приборы в режиме ожидания, то затраты энергии в семье действительно можно снизить и сэкономить семейный бюджет. Мы убеждены в том, что любая семья, каждый человек, может внести свой вклад в решение проблемы энергосбережения и участвовать в деле спасения нашей планеты.

В рамках данного исследования были разработаны рекомендации для учащихся и их родителей по экономному потреблению электричества в жилом помещении. (Приложение № 7)

Путей сбережения электроэнергии много, мы рассмотрели всего лишь несколько из них и планируем продолжить исследование, для того, чтобы выяснить другие пути экономии энергии и их эффективность.

Список литературы

1. Сергеев С. К., Измайлов В. В. Учебное пособие «Энергосбережение».- Тверь: «Альфа- Пресс», 2004

2. Перышкин А. В. Учебник физики 7,8 кл..- Москва: Просвещение, 2015

3. Н. И. Данилов, Ю. Н. Тимофеева, Я. М. Щелоков. «Энергосбережение для начинающих» Екатеринбург,2004 стр54-63

4. Незнанов Г. П., Янсон Ю. А., Незнанова Е. В. «Энергосбережение в школе, дома, на работе» Кемерово 2006,стр 14-25

5. Полонский, В. М. Энергосбережение: учеб.пособие / В. М. Полонский, М. С. Трутнева. – М.: Изд-во АСВ, 2005. – 160с.

6.Энергосбережение в быту: 38 способов: http://portal-energo.ru/blog/details/id/25

7. Советы по энергосбережению в быту: http://www.technopark.by/iccee/ces/

8. Мероприятия по экономии воды быту: http://www.e-audit.ru/inlife/water.shtml

Приложение 1

Анкета №1

Приложение 2

Анкета №2

Приложение №3

Анкета №3 (51 анкетируемых)

Приложение 4

Энергетический паспорт моего дома

Приложение №6

Таблица №1 Количество электроэнергии, которое тратится, если приборы не включены

Приложение №7

Памятка учащимся школы и их родителям "Это должен знать каждый"

1.  

   1. Используйте энергосберегающие лампы.

   2. Выключайте свет, когда он не нужен.

   3. Выключайте неиспользуемые приборы из сети (например, телевизор, видеомагнитофон, музыкальный центр).

   4. Ставьте холодильник в самое прохладное место кухни.

   5. Чаще меняйте мешки для сбора пыли в пылесосе.

   6. Максимально используйте дневной свет (увеличение площади окон, дополнительные окна, применение оптимального режима бодрствования максимально совпадающего со световым днём).

   7. Применяйте устройства управления освещением (датчики движения и акустические датчики, датчики освещенности, таймеры, системы дистанционного управления).

   8. Используйте газовые варочные плиты вместо электрических там, где это возможно.

   9. При выборе новой аудио, видео, компьютерной и др. техники отдавайте предпочтение, при прочих равных характеристиках, устройствам с меньшим энергопотреблением, как в рабочем, так и в дежурном режиме (большинство современных бытовых устройств потребляют электроэнергию даже в выключенном состоянии, т. к. не выключаются полностью, а переводятся в «спящий» режим "stand-by/off").

   10. Старайтесь не использовать «спящий» режим электрооборудования.