МБОУ «Краснопольская основная общеобразовательная школа»
Исследовательская работа
по физике
«Экономия электроэнергии в школе и дома».
учащиеся 8 класса
Ермачков Андрейи и Киржаев Василий
Руководитель:
учитель физики Зюзина Т.А.
Введение.
Проблема энергосбережения стала на сегодняшний день одной из самых актуальных проблем во всем мире. Многие государства начали приводить меры по экономии электроэнергии. В Российской Федерации тоже принято решение о переходе на энергосберегающие технологии.
Сегодня экономией электроэнергии занимаются государство, коммерческие организации, частные лица. Постепенно эта работа становится неотъемлемой частью жизни человека, т. к. источники энергии иссякают, а новые источники электроэнергии еще не используются в полную меру.
На наш взгляд задуматься об экономии электроэнергии необходимо на школьной скамье. Совсем недавно на уроке физики мы узнали об источниках освещения, способах получения электроэнергии. Мы решили глубже изучить эту тему и определить цель своего исследования – нахождение путей экономии электроэнергии в селе, школе, дома.
Задачами работы стали:
Изучение по различным источникам информации историю применения электроэнергии для улучшения условий жизни человека
Анализ положения дел с экономией электроэнергии в стране, селе, школе и дома.
Подготовка предложений по экономии электроэнергии через внедрение ресурсосберегающих технологий.
Пропаганда экономии электроэнергии через средства информации в нашей школе.
Мы считаем нашу работу актуальной, так как с помощью исследования мы хотим помочь жителям села, ученикам школ, своим семьям сэкономить электричество.
Методами исследования стали:
Изучение законодательной базы по данному вопросу
Изучение газетных публикаций по теме исследования
Изучение истории применения электричества во всем мире и в России
Источником информации были сайты интернета, беседа с членами наших семей.
Мы считаем тему исследования очень интересной и важной, особенно в современных условиях.
Основная часть
История источников освещения
Приступая к исследовательской работе, мы решили изучить историю источников освещения. Познакомившись с учебной литературой, сайтами в интернете мы узнали, что первая лампочка накаливания появилась в 1878 году. Ее изобрел Томас Эдисон.
Томас Эдисон жил и работал в Соединенных Штатах Америки всю свою жизнь. Он был самым продуктивным изобретателем из всех. За свою жизнь он запатентовал 1093 разнообразных изобретений, включая электрическую лампу накаливания. В 1876г. он открыл первую в мире научно-исследовательскую лабораторию и назвал ее "фабрикой изобретений". Однако некоторые изобретатели обвиняли его в том, что он присваивал их открытия. В 1877г. Эдисон создал фонограф - одно из знаменитых своих изобретений. Этот аппарат записывал и воспроизводил звук. Поначалу фонограф продавали как забавную игрушку. Но затем Эдисон и другие изобретатели так его усовершенствовали, что появилась возможность записывать даже музыку.
В 1878г. английский ученый Джозеф Сван (1828-1914) изобрел электрическую лампочку. Это была стеклянная колба, внутри которой находилась угольная нить накаливания. Чтобы нить не перегорала, Сван удалил из колбы воздух. В следующем году знаменитый американский изобретатель Томас Эдисон (1847-1931) также изобрел лампочку. После опытов с нитями из различных веществ он остановил свой выбор на обугленных волокнах бамбука. В 1880г. Эдисон начал выпуск безопасных лампочек, продавая их по 2,5 доллара. В последствии, Эдисон и Сван создали совместную компанию "Эдисон энд Сван Юнайтед Электрик Лайт компани".
2. Лампа накаливания
После изобретения лампы накаливания прошло много лет. Современная лампа – это новые технологии и изобретатели. Лампа накаливания – это источник искусственного свет, 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.
Проанализировав имеющуюся информацию, мы выделили преимущества и недостатки ламп накаливания.
Преимущества лампы накаливания:
Налаженность в массовом производстве
Доступная стоимость
Небольшие размеры
Быстрый вход на рабочий режим
Отсутствие токсичных компонентов, и как следует отсутствие необходимости в инфраструктуре по сбору и утилизации
Непрерывный спектр излучения
Приятный и привычный в быту спектр
Морозостойкость.
Недостатки лампы накаливания:
Низкая световая отдача
Относительно малый срок службы
Хрупкость и чувствительность к удару
Представляют пожарную опасность.
Энергосберегающие лампы
Мы продолжили исследование и познакомились с другими источниками освещения – энергосберегающими лампами.
Для тех, кто хочет сэкономить деньги на электричестве и не хочет мириться с расточительством ламп накаливания, была придумана так называемая 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. Но 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.
Мы нашли сравнительную таблицу КЛЛ и ламп накаливания.
КЛЛ, Вт
Лампа накаливания, Вт
5
25
7
35
9
45
11
60
14
75
16
85
20
100
Данные таблицы убедительно показывает преимущество энергосберегающих ламп.
Президентская комиссия по модернизации намерена обсудить в Ханты-Мансийске переход России с ламп накаливания на светодиодные лампы.
От внедрения энергосберегающих ламп комиссия отказалась по той причине, что эта технология не будет развиваться дальше. Правильнее будет перейти на более перспективные технологии, которыми и являются светодиоды.
На данный момент светодиодные лампы – самые дорогие и эффективные из существующих источников домашнего освещения. Продолжительность горения светодиодной лампы в 30 раз выше, чем у лампы накаливания, а потребление электроэнергии в 10 раз ниже. При этом стоимость "лампочки Ильича" составляет 15-20 рублей, тогда как светодиодная лампа может обойтись в 1500 рублей.
История электрификации России
Узнав историю появления источников освещения, мы решили узнать историю электрификации нашей страны.
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 – июне 1918 электростанции, существовавшие в нашей стране, были восстановлены и из частных рук были переданы государству. Одновременно началось строительство ГЭС в районах ТЭС.
Годы
Производство электроэнергии, млрд. квт·ч
Установленная мощность, ГВт
всего
в том числе на ТЭС
всего
в том числе на ТЭС
1921
0,5
0,5
1,2
1,2
1930
8,4
7,8
2,9
2,7
1940
48,6
43,2
11,2
8,6
1950
91,2
78,5
19,6
16,4
1960
292,3
241,4
66,7
51,9
1970
740,9
616,5
166,2
134,8
1977
1150,0
968,2
237,8
185,5
В послевоенные годы Электрификация страны развивалась быстрыми темпами. К 1947 СССР вышел на 2-е место в мире (после США) по производству электроэнергии, а в 1975 производил электроэнергии больше, чем ФРГ, Великобритания, Италия, Швеция и Австрия вместе взятые. Увеличился среднегодовой прирост производства электроэнергии. Если в 1966-70 он составлял в среднем за год 46,9 млрд. кВт ·ч, то в 1971-77 - 58,4 млрд. кВт ·ч. Установленная мощность электростанций выросла за 1966-77 почти в 2 раза, а доля СССР в мировом производстве электроэнергии в 1977 увеличилась до 16% против 9,2% в 1950. Данные о динамике производства электроэнергии в СССР приведены в таблице, которую мы составили, используя данные интернета.
Изучив, имеющуюся информацию, мы убедились, что выработка электроэнергии способствует хозяйственной деятельности страны, улучшает бытовые условия населения. Но на сегодняшний день речь идет не только о выработке электроэнергии, но и о её экономии.
Проблемы экономии электроэнергии.
Познакомившись с публикациями в районной газете, мы узнали, что в нашем районе обсуждалась проблема экономии электроэнергии. Согласно Федеральному закону «Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности, внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» в Торбеевском районе была разработана муниципальная программа энергосбережения. Программа включает в себя план информирования населения о проводимой работе, план работы с ресурсосберегающими и снабжающими организациями. Разработчики программы считают, что для экономии электроэнергии в подъездах можно установить лампы с датчиками движения. В муниципальных учреждениях произвести замену обычных ламп на энергосберегающие.
Эта работа в районе уже проводится. Например, в подъездах некоторых домов установлены лампочка с датчиками движения. При входе в подъезд лампочки выключаются после того, как закроется входная дверь.
Организация экономии электроэнергии в школе.
В нашей школе проводятся роботы по экономии электроэнергии. Так, например мы, ученики 8 класса, занимаемся реализацией социального проекта «Бережем каждый киловатт». Мы с одноклассниками изучили вопрос экономии электроэнергии в школе и пытаются экономить ее, выключается свет в тех помещениях, где нет в нем необходимости.
Мы проводим агитационную работу среди учителей и учеников нашей школы, предлагаем выключать свет в кабинетах, когда естественная освещенность в пределах нормы. Нами разработали информационный плакат об экономии электроэнергии, который размещен во всех классах.
В беседе с директором школы Сайгашевым М.И. мы выяснили, что в 2013 году школа израсходовала 31755 кВт, а в 2014 – 29930 кВт. В результате бережного отношения к потреблению электричества школа сэкономила 1825 кВт энергии. Работа по экономии электроэнергии продолжается и в этом году.
Экономия электричества в семье
Способы сокращения расхода электроэнергии в домашних условиях:
Возьмите за правило выключать свет, когда выходите из комнаты даже на несколько минут;
При покупке электротоваров обращайте внимание на класс энергосбережения, предпочтение отдайте классу А, самым неэкономичным считается класс G .;
Телевизоры и прочие приборы, работающие в режиме ожидания, лучше выключать из розетки;
Не оставляйте в розетке и зарядное устройство, даже без телефона оно продолжает «вытягивать» энергию;
Используйте режим энергосбережения компьютера. Такая экономия сохранит до 50 % энергии, потребляемой компьютером;
Не забывайте чистить фильтры и мешки для мусора в пылесосе. Загрязненные, они уменьшают тягу воздуха и увеличивают потребление энергии;
Избегайте неполной загрузки стиральной машины и не перегружайте барабан. Правильно выбирайте программу. Перед стиркой белье можно замочить, а затем постирать без предварительной стирки, при которой тратится до 30 % энергии;
Не ставьте холодильник рядом с плитой или батареей - при температуре воздуха около 30° агрегат увеличивает количество затрачиваемой на охлаждение энергии. По этой причине не помещайте в холодильник теплые блюда;
Чистота окон тоже помогает сэкономить - грязные стекла пропускают меньше света. Пыль на плафонах отнимает еще 10 - 20% света;
Светлые материалы в отделке квартиры отражают до 70 - 80% света, а темные лишь 10 - 15%;
Если вы пользуетесь электрической плитой, готовьте на конфорке, соответствующей диаметру сковороды или кастрюли;
Готовить еду лучше под крышкой, что позволит сэкономить до 20% времени, а значит, и энергии;
Своевременно очищайте и накипь в электрическом чайнике. Из-за уменьшения теплопроводности увеличивается время нагрева воды.
Думаем, что эта информация пригодится каждой семье. На основании материалов газеты мы разработали памятку и раздали ее всем ученикам нашего класса, разместили на информационном стенде.
Работая над исследованием, мы провели расчет количества, потребляемой электроэнергии на освещение 2-х комнатной квартиры, в которой проживает 4 человека.
1) определим мощность ламп в помещениях и время их включения:
Коридор Р=100 Вт – 5ч;
Туалет Р=80 Вт – 2 ч;
Ванная Р=120 Вт – 5 ч;
Кухня Р=160 Вт – 6ч;
Комната Р=180Вт – 5 ч;
Комната Р=340 Вт – 5 ч.
2) вычислим работу, которую совершают лампы:
А=Р кВт × t ч
А= 0,1 кВт × 5 ч + 0,08 кВт × 2 ч + 0,12 кВт × 3 ч + 0,16 кВт × 6 ч + 0,18 кВт × 5 ч + 340 кВт × 5 ч = 137,4 кВт ч
3) определим стоимость потребляемой электроэнергии:
Стоимость руб. = А кВтч х тариф
Тариф = 2,04 руб./кВт ч.
Стоимость = 137,4 кВтч × 2.04 руб./кВт ч = 280,30 руб.
При применении энергосберегающих ламп расход семьи значительно снижается.
Заключение
Наше исследование завершено. Мы попытались найти пути экономии электроэнергии в школе, дома. На наш взгляд, они эффективны и могут привести к значительной экономии средств школьного и семейного бюджета.
Думаем, что каждый ученик, семья должны определить свою программу экономии, во всяком случае, серьезно задуматься об этом. Чем серьезнее подойти к этому вопросу, тем весомее будет результат. В условиях повышения государственных затрат на выработку энергии, каждый из нас должен внести свою часть в экономию государственных средств.
Наше исследование помогло нам понять значимость темы, определить жизненную позицию. Мы согласны, что сегодня необходимо беречь каждый киловатт. Это личная, семейная и государственная задача.
Практическая работа Существует правило Совершенно правильно: Только там народ богат, Где энергию щадят; Где во всём царит расчёт И всему известен счет Цель: рассмотреть возможности по экономии электроэнергии в школе и сформировать осознанный подход к экономии Основополагающий вопрос Возможно ли экономить электроэнергию школе? Как сэкономить электроэнергию в школе? Развитие человеческого общества неразрывно связано с использованием природных ресурсов нашей планеты, с употреблением энергии во все возрастающих масштабах. Но большинство ресурсов не возобновляется. Это повышает ответственность людей перед грядущими поколениями за бережное и рациональное использование ресурсов планеты, возможно меньшее загрязнение ее всевозможными отходами. В своей работе мы рассматриваем способы экономии электроэнергии в нашей школе Задания практической работы 1.Определить,сколько средств можно сэкономить благодаря ежедневной экономии электроэнергии. 2.Создать эффективные правила энергосбережения для учащихся и учителей школы, памятку «Экономь электроэнергию». Экономия электроэнергии в школе начинается с осознания такой необходимости. Да и показания электросчетчика проголосовавшего рублем в вашу сторону при возрастающих тарифах на электроэнергию вам четко скажут – экономия электроэнергии в школе – необходимость. Первое. Самым простым решением, которое можно осуществить прямо сейчас, это приобрести энергосберегающие лампы. В нашем классе были заменены лампы накаливания на люминесцентные лампы Вот простой пример такой экономии. В классе использовалась раньше 6 ламп накаливания Потребляемая энергия за час 6 * 50 Вт = 800 Вт За три часа в день 800 Вт*3 = 2400 Вт Потребляемая энергия за неделю 2400 Вт*6=14 400 Вт Потребляемая энергия за месяц 2400 Вт*24 = 57 600 Вт За период с октября по март 57600 Вт*6 = 345 600 Вт Теперь в классе используются 24 люминесцентные лампы Потребляемая энергия за час 24 * 20 Вт = 480 Вт За три часа 480 Вт*3 = 1 440 Вт Потребляемая энергия за неделю 1440 Вт*6=8 640 Вт Потребляемая энергия за месяц 1440 Вт*24 = 34 560 Вт За период с октября по март 34 560 Вт*6 = 207 360 Вт Экономия потребление электрической энергии в классе в течении года составляет 138 240 Вт Потребляемая энергия в классе 350000 300000 250000 200000 лампы накаливания люминесцентные лампы 150000 100000 50000 0 за сутки за неделю за месяц за год Проанализировав потребление и экономию электрической энергии в классе нас заинтересовала, а сколько же электрической энергии мы потребляем и экономим в школе, во всех учебных кабинетах В нашей школе для обучения используется 12 учебных кабинетов: -Потребляем энергии в течении года 12*207360 Вт = 2 487 720 Вт -Экономия потребляемой энергии при использовании люминесцентных ламп 12*138240 Вт = 1 658 880 Вт Вопрос: а сколько денег мы экономим? 1 658 880 Вт = 552, 96 кВт*ч Сегодня тарифная ставка за 1 кВт*ч составляет 295 рублей 552,96 * 295 = 163 123 рубля Замена ламп накаливания компактными люминесцентными лампами обеспечило нам, по крайней мере, 2-х-кратную экономию электроэнергии! Мы провели расчеты по экономии электроэнергии используя только один способ экономии (замена ламп накаливания энергосберегающими лампами). Если учесть все способы экономии электрической энергии (срок службы ламп, световое излучение, естественное освещение, рациональное использования освещения и потребление электрической энергии в течении рабочего времени), то экономия электрической энергии и денежных средств будет гораздо больше. С этой целью были разработаны и используются рекомендации по экономии электрической энергии в школе Уважаемые учащиеся школы, не забудьте, пожалуйста: выходя из класса на перемену, выключайте освещение в классной комнате; выключайте освещение в классной комнате, когда достаточно солнечного света; при оформлении классной комнаты не ставьте на подоконники большие цветы – они закроют доступ части света; при оформлении классной комнаты не завешивайте окна длинным тюлем – он тоже поглощает часть световой энергии; закончив работу на компьютере, не забудьте его выключить; не включайте лабораторное оборудование без разрешения учителя и без надобности, выключайте его сразу после окончания работы. Уважаемые работники кухни, не забудьте, пожалуйста: можно экономить до 20% энергии, используя крышки на кастрюлях и сковородах; включайте только те конфорки плиты, на которые будете ставить посуду; дверцу духовки открывайте только по необходимости; в процессе приготовления используйте минимальное количество воды; подогревайте только необходимое вам количество воды; размер разогреваемой посуды должен соответствовать размеру «блина» электроплиты; можно экономить электроэнергию, доводя блюда до готовности на выключенной плите, которая еще долго сохраняет тепло. Наши достижения разъяснительная работа с учащихся и педагогами принесла положительные результаты. Экономия электроэнергии за осенний период 2012 года по сравнению с 2011 годом на 17 %.
§ 18. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ В ШКОЛЕ И ДОМА
Работая над энергосбережением, мы рассматриваем различные виды применения энергии в полезных целях и исследуем возможности получения того же результата с меньшими расходами энергии, с применением источников энергии минимально необходимого качества, и при оптимальном использовании возобновляемых источников энергии. Здесь скорее можно дать не исчерпывающий список рекомендаций, а привести ряд практических примеров. В каждом конкретном случае меры по энергосбережению следует выбирать индивидуально.
И помните: сберечь одну единицу энергии гораздо лучше, чем произвести новую. Сберегая энергию дома, вы также уменьшаете потери энергии при ее производстве и транспортировке. Наконец, вы также снижаете воздействие на окружающую среду.
Удачи вам в вашей важной работе!
Упражнение:
Посетите магазин, торгующий холодильниками, и узнайте у продавца об энергопотреблении различных моделей. Вычислите ежегодную экономию и общую экономию, исходя из срока эксплуатации холодильника.
Во многих ситуациях энергосбережение - это вопрос не только индивидуального решения. Многие системы и технические решения уже зафиксированы, и необходимо принятие коллективного решения, чтобы их заменить. Во многих домах отопление квартиры производится централизованно из районной теплосети. Часто действительно необходимо улучшение системы, но для его осуществления необходимо вовлечение многих семей, коммунальных энергетических служб, технических специалистов из муниципалитета, производителей оборудования и т. д.
Современные энергосистемы обладают сложной структурой, и во многих случаях результаты усилий по энергосбережению зависят от участия экспертов и крупных организаций. Но, тем не менее, все мы каждый день имеем дело с энергией, и, участвуя в образовании и в практических действиях на личном уровне, все могут стать частью процесса усовершенствования.
Все вместе это составляет огромный потенциал для сбережения энергии и снижения воздействия на окружающую среду как результат нашей деятельности. Сравнивая общепринятый уровень потребления энергии с примерами ее наиболее эффективного использования, некоторые специалисты по энергетике предложили термин «фактор 4 ». В долгосрочной перспективе целью должно быть получение в четыре раза больше полезной работы от каждой единицы первичной энергии. Это позволит как снизить энергопотребление и воздействие на окружающую среду, так и повысить уровень жизни.
Обогрев помещений
Возможно, для тех, кто живет в тропическом лесу, обогрев помещений не представляет проблемы. Для нас, живущих в холодном климате, необходимо придумывать искусственные методы сохранения тепла. Нам необходима достаточно теплая одежда. Хорошая одежда делает возможным выживание в условиях сибирской зимы. Но практичнее и комфортнее иметь возможность снять с себя меховую шапку в школе или дома. Российские стандарты определяют комфортную температуру внутри помещений не ниже +18 °С. Обогрев помещений стал очень энергоемким и дорогим. Обогревательные системы были построены, когда цены на энергию были низкими, и эффективности не придавали значения. Неэффективность теплосетей часто приводит к нехватке топлива, экономические или технические проблемы затрудняют поддержание комфортной температуры.
В энергосбережении проблема не в том, как доставить достаточно тепла. Наша проблема в том, как сохранить это тепло. Например, помещение было однажды нагрето. Теперь оно стало холодным. Куда ушло тепло?
Использование горячей воды
Для нагрева воды необходимо много энергии. В большинстве многоквартирных домов в России пользование горячей водой было почти «бесплатным», и уровень потребления стал выше, чем в других европейских странах. Измерения, проведенные в Апатитах (Мурманская область) в 2000 г., показали, что один человек расходовал там больше энергии на горячую воду, чем целая семья в Норвегии (3600 кВт ·час). В Норвегии в каждой квартире установлены счетчики потребления горячей воды, за которую каждая семья платит отдельно.
Снижение потребления является вопросом не столько технологии, сколько осведомленности и мотивации снижения напрасного расхода энергии.
Способы энергосбережения
Наши сегодняшние дома построены без особых соображений о том, сколько энергии будет необходимо для поддержания удовлетворительной температуры внутри. Утепление стен, полов и крыш недостаточно. Их либо делают из материалов, хорошо проводящих тепло, либо утепляющие слои недостаточно толстые. Зачастую в стенах зданий образуются «мосты холода» - плохо утепленные места, через которые тепло уходит наружу.
Добавить утепление к существующему строению - большая и, как правило, очень дорогая работа. Но было бы отличной идеей добавить новое утепление при капитальном ремонте стен и крыши. Если ваша комната очень холодная, утеплить ее помогут даже просто ковры на самых холодных стенах и на полу, и плотные шторы на окнах. Но шторы не должны покрывать отопительные батареи, препятствовать обогреву комнат! Эффективнее и легче всего самостоятельно повысить энергосбережение, устранив сквозняки из щелей, окон и дверей. В старые дома поступает гораздо больше холодного воздуха, чем требуется для вентиляции. Если сквозняк ощущается рукой, то это явно слишком много! Холодные сквозняки идут из щелей, неплотно закрывающихся окон и дверей. Хорошей привычкой является подготовка дома к зиме, в процессе которой отыскиваются и заделываются щели.
Лучше всего начать с окон. Треснувшие стекла нужно заменить, а щели заизолировать прокладками и/или специальной лентой. Также слабым местом является пространство между оконными рамами и стеной, и по углам или в других местах, где соединяются различные элементы.
С холодильником ситуация такая же, как и с квартирой, в нем необходимо поддерживать нужную нам температуру. У холодильника есть соответствующее оборудование, которое «выкачивает» тепло изнутри наружу. Для поддержания эффективности процесса нам необходимо убедиться, что внутри не слишком много льда, а сам холодильник лучше всего расположить в наиболее холодном месте квартиры, чтобы разница температур внутри и снаружи холодильника была минимальна.
Упражнение:
- Покажите, что разные материалы имеют различную теплопроводность. Возьмите чашку с горячим чаем. Опустите металлическую ложку в чашку, и она нагреется. Повторите тот же опыт с деревянной ложкой, и вы увидите, что она проводит тепло очень слабо.
- Неподвижный воздух является плохим проводником тепла и может использоваться в качестве изолятора между стеклами или в стенах. В сауне вы можете находиться при температуре воздуха 90°C, но вода при той же самой температурой будет вас обжигать. Вы почувствуете это, плеснув воды на печь, потому что воздух станет более влажным...
Теоретически, можно создать абсолютно непроницаемое помещение, как консервная банка. Если помещение хорошо изолировано, или расположено в открытом космосе, энергия или температура будет сохраняться там очень долго, но оно вряд ли будет годиться для жилья. В помещении для жилья есть окна и двери. Нам необходима вентиляция для доступа свежего воздуха. Все это позволяет выходить теплому воздуху, а теплу передаваться через поверхности помещения. Необходима постоянная подача дополнительного тепла для компенсации его потерь.
В нашем классе и домах тепло уходит двумя способами:
- Сквозняк или вентиляция, в результате чего теплый воздух уходит, а поступает холодный.
- Передача тепла от теплых внутренних поверхностей помещения к холодным наружным. Существует множество способов предотвратить потери тепла из дома. Многие примеры показывают, что в новых домах можно существенно снизить потребность в отоплении. Основным правилом является применение утепления, которое затрудняет проникновение тепла
через поверхности. К тому же необходимо избегать сквозняков. Свежий воздух, поступающий в вентиляцию, должен нагреваться старым воздухом, выходящим из дома. Потери тепла не должны быть гораздо выше, чем «тепловые отходы» от разнообразных процессов в доме. Источниками таких «тепловых отходов» являются люди, осветительные приборы, а также различное оборудование.
Упражнение: Нарисуйте дом своей мечты вместе со своими одноклассниками. После этого вам нужно «продать» дома друг другу. Обратите внимание покупателей на низкий расход энергии на эксплуатацию и содержание дома, чтобы получить хорошую цену задом.
Упражнение:
Измерьте расход горячей воды в своей семье и подсчитайте количество энергии, необходимое для нагрева этого объема воды. Вы можете легко измерить расход воды в минуту, измерив время наполнения ведра (например, 1 или 10 литров). Для подсчета расхода энергии вам также необходимо измерить температуру воды. Вы можете использовать форму, приведенную выше.
ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ, ЧТО...
- из-за низкой теплопроводности кожи ступней люди способны, не обжигаясь, ходить по раскаленным углям?
- Россия является одним из крупнейших регионов мира, в котором широко распространены ТЭЦ (теплоэлектростанции)? При повышенной эффективности они могли бы стать лучшими и наиболее гибкими энергосистемами в Европе. Кроме использования горячей воды из крана, мы греем воду при приготовлении пищи.
Большинство посудомоечных и стиральных машин обычно самостоятельно нагревает воду с помощью электронагревателей. Этот процесс также часто можно усовершенствовать с точки зрения энергопотребления.
ЧТО ВЫ МОЖЕТЕ СДЕЛАТЬ САМИ:
- Утеплить окна для устранения сквозняков.
- Найти и устранить холодные сквозняки из дверей, щелей и других мест.
- Покрыть наиболее холодные поверхности в комнате коврами и другими теплоизолирующими материалами.
- Предпочтительно осуществлять вентиляцию, открывая ненадолго все окна, чем незначительно приоткрывая их на длительный период.
ЧТО ЕЩЕ МОЖНО СДЕЛАТЬ
- Установить индивидуальные и автоматизированные регуляторы на радиаторах отопления в каждой комнате (если это позволяет система отопления в вашем доме).
- Использовать механическую вентиляцию с возвратом тепла.
ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ, ЧТО...
- вам холодно даже при высокой температуре воздуха, если комнатные поверхности холодные?
- шерстяной свитер и хорошие тапочки создадут ощущение тепла без повышения температуры в комнате?
- из-за низкой теплопроводности кожи ступней люди способны, не обжигаясь, ходить по
раскаленным углям?
- даже низкое зимнее солнце способно нагреть комнату через окна? Поэтому раздвигайте занавески в солнечные дни, если вам необходимо дополнительное тепло.
- Россия является одним из крупнейших регионов мира, в котором широко распространены ТЭЦ (теплоэлектростанции)? При повышенной эффективности они могли бы стать лучшими и наиболее гибкими энергосистемами в Европе.
Кроме использования горячей воды из крана, мы греем воду при приготовлении пищи. Большинство посудомоечных и стиральных машин обычно самостоятельно нагревает воду с помощью электронагревателей. Этот процесс также часто можно усовершенствовать с точки зрения энергопотребления.
Советы по сохранению хорошего микроклимата в классе:
- Проветривайте класс 2–3 минуты. Это позволяет воздуху поменяться, не остывая. Это намного более эффективно, чем сидеть с открытым окном весь урок.
- Проветривайте класс после каждого урока.
- Отодвиньте парты от батарей отопления.
- Одевайтесь соответственно погоде и температуре. Помните, что некоторые люди справляются с жарой или холодом лучше, чем другие.
- Поменяйтесь местами, так как некоторые учащиеся плохо переносят холод, а другие - жару.
- Проверьте, все ли выходят из класса на переменах.
ПРИМЕРЫ
Экодом в Новосибирске
В Новосибирске уже несколько лет находится в эксплуатации экодом, рассчитанный на одну семью. В нем отопительный сезон, в течение которого требуется обогрев, уменьшился с 230 дней до 90 дней. В этом доме есть также и другие элементы экодома, такие как компостирование домашних отходов и локальная переработка сточных вод.
Детский сад в Кировске
Кировский детский сад № 12 в Мурманской области используется для демонстрации возможностей повышения энергоэффективности в существующих зданиях. Кроме утепления окон и возвращения тепла в вентиляции из кухни, была перестроена система отопления. Новое распределительноe устройство, установленное в подвале, позволяет автоматически регулировать отопление. Это повышает комфорт и снижает энергопотребление.
Все эти меры снизили энергопотребление вдвое. Новая система потребовала более сознательного использования горячей воды, что привело к дополнительному снижению энергопотребления.
Дом без отопления
В Швеции, в Гетеборге, было построено 20 новых квартир вообще без какой-либо системы отопления. Хорошо утепленный дом сочетает в себе приятный внутренний микроклимат и низкое энергопотребление. Для обогрева дома в течение зимы оказывается достаточно тепла, производимого жителями дома, осветительными приборами и другим оборудованием. В доме нет сквозняков, а в вентиляционной системе старый теплый воздух нагревает свежий, прежде чем он поступит в дом. Солнечный коллектор на крыше удовлетворяет половину потребности в горячей воде. Стоимость дома не выше, чем стоимость обычного дома, а дополнительное оборудование быстро окупается за счет уменьшения оплаты счетов за энергию.
Способы энергосбережения
Горячая вода в основном используется для умывания, принятия душа и ванны, мытья посуды, пола, а также стирки. Будьте внимательны и не используйте больше горячей воды, чем необходимо для этих целей. Часто тяжело менять старые привычки, но вам необходимо оценить потребление горячей воды и выяснить, есть ли возможность его уменьшить. Вы можете экономить горячую воду, уменьшая либо струю воды, либо ее температуру. Будьте внимательны, не допускайте того, чтобы вода лилась понапрасну, и почините протекающие краны. При мытье большого количества посуды под струей горячей воды расходуется очень много энергии.
Не оставляйте воду включенной, пока вы чистите зубы. Для короткого душа расходуется гораздо меньше воды, чем для наполнения ванны. Но и душ может быть усовершенствован. Специальные энергосберегающие душевые насадки потребляют менее 10 л/мин, предоставляя при этом комфортный душ.
Возможно, вам следует измерить расход воды в вашем душе?
При приготовлении пищи размер кастрюли должен соответствовать размерам источника тепла и количеству приготовляемой пищи. Кроме того, важно не использовать больше воды, чем необходимо, и уменьшать потери энергии, закрывая кастрюлю крышкой.
Что можете сделать сами
- Не мойте посуду под струей воды, используйте затычку в кухонной раковине.
- Если вы чувствуете, что вода в душе или кране слишком холодная, вы можете уменьшить подачу холодной воды.
- Принимайте душ, а не ванну. Для недолгого душа расходуется меньше воды, чем для наполнения ванной.
- Душ должен быть комфортен при расходе воды не больше чем 10 л/мин. Измерьте расход воды в своем душе и поищите новую насадку для душа, если расход слишком высок.
- Отремонтируйте протекающие краны горячей воды.
- При приготовлении пищи используйте крышки и не используйте больше воды, чем требуется.
- Наполните стиральную машину перед началом стирки, проверьте программу машины и метки на одежде, чтобы не использовать чрезмерно высокую температуру.
ЧТО ЕЩЕ МОЖНО СДЕЛАТЬ
- Снизить потери тепла в теплосетях.
- Удостоверится, что давление и температура в теплосетях не слишком высоки.
Примеры
В С.-Петербурге и Ленинградской области, начиная с 2000 года, многие жители установили в квартирах счетчики горячей и холодной воды. Суммы счетов за воду значительно снизились после того, как люди стали сберегать воду и платить за реальное потребление, а не по общим нормативам. Покупка и установка счетчиков стоит около 2500–3000 рублей. При экономном потреблении воды суммарная ежемесячная плата за горячую и холодную воду уменьшается по сравнению с нормативами на 300–400 рублей. Таким образом, установка счетчиков окупиться менее, чем через год.
Используя современный энергосберегающий душ и относясь сознательно к энергосбережению, вы можете значительно сократить потребление горячей воды. Если мы сравнмиспользование одной семьей в С.-Петербурге обычного душа и душа с современной энергосберегающей насадкой, то мы получим следующие результаты:
Душ обычного типа расходовал 26 л/мин при полном напоре воды и 10 л/мин при обычном комфортном использовании душа. Энергосберегающую душевую насадку было просто установить и при ее использовании расходовалось только 10 л/мин при полном напоре и 7,5 л/мин при обычном комфортном душе. Новую насадку можно было устанавливать на несколько позиций, используя простой переключатель. Кроме обычной позиции душ можно было переключить на массажный режим (7,5 л/мин), на режим редуцированного, легкого душа (4 л/мин) и в позицию полного отключения.
Обычное 20 минутное использование насадки дает следующие результаты:
- потребление воды при массаже (5 мин) - 50 литров;
- при намыливании (7 мин) - 0 литров;
- при смывании мыла (5 мин) - 32 литра.
Всего израсходовано 80 литров воды, тогда как при использовании старого оборудования и следуя прежним привычкам, расходовалось 200 литров воды.
Энергосбережение составило более 4 кВт/ч! Если вы хотите подсчитать ваше собственное потребление, используйте задания в конце данной главы.
ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ, ЧТО...
- за год из крана вытечет 2000 литров, если из него вытекает 10 капель в минуту?
- пища становится готовой независимо от того, кипит ли она на большом огне или на маленьком, поскольку температура кипения не превышает 100°С.
Освещение
Людям для работы нужен свет. Изначально мы приспособлены для того, чтобы вести активную жизнь в светлое время дня и спать ночью. В современном обществе деятельность продолжается 24 часа в сутки, и мы проводим много времени внутри зданий, куда не попадает дневной свет. Особенно велика необходимость в дополнительном искусственном освещении в течение коротких зимних дней в северных районах.
– деятельность (практическая, научная, организационная, информационная), направленная на рациональное и экономное использование преобразованной и первичной энергии и природных энергоресурсов.
Энергосбережение в школе и в других зданиях – наиболее дешевый и чистый экологически «источник» энергии. Это экономия электроэнергии, которая основана на применении энергосберегающих технологий, призванных сократить потери электроэнергии.
Если рассматривать энергию с точки зрения философии, то энергия является общей количественной мерой взаимодействия и движения всех видов материи. Энергия не образуется из ничего и никуда не исчезает, она может лишь преобразовываться из одной формы в другую. Значит, энергия подчиняется закону сохранения, и сберечь ее нельзя.
Тем не мене, термин «энергосбережения» активно применяется в мировой практике – «Energy Conservation», «Energy Saving», «Energieeinsparen». В данное понятие вкладывается общий смысл. Например, сокращение удельного расхода топлива в твердом виде на единицу выработанного 1 кВт в час в общем виде приводит к экономии топлива, содержащегося в недрах земли, которое в дальнейшем будет израсходование с той же целью, тем самым этот энергоресурс сохраняется на определенное время. Именно в данном понимании применяется термин «энергосбережение».
Рассмотрим на примере как можно организовать мероприятия по энергосбережению в средней школе.
Ключевой целью энергосбережения в школе является увеличение значений экономических показателей образовательного учреждения, улучшение условий технического функционирования посредством повышения эффективности расходования энергии на один рубль оказываемых услуг, сокращение финансовой нагрузки на бюджет через сокращение платежей за электроэнергию и тепло.
Энергосбережение в школе – это совокупность трех видов мероприятии:
Мониторинг потребления энергетических ресурсов;
Регулирование расхода носителя тепла;
Повышение мотивации участников.
Рынок переполнен современными системами вентиляции и регулирования, утеплителями. Но до сих пор нет системы, которая, не дожидаясь увеличения тарифов, способствовала бы снижению потребления энергетических ресурсов. Все потому, что не задействован основной элемент системы энергосбережения – мотивация! Только одновременное действие всех трех элементов дает положительный результат. Внедрение этих мероприятий часто оказывается дорогим и трудоемким, а срок окупаемости составляет больше срока службы самого здания, где установлено это оборудование.
Чтобы работа в данном направлении проводилась эффективно, главное – научить учащихся школы беречь и сохранять энергию дома, в школе, только тогда ребята осознают это в полной мере и в будущем смогут совершить прорыв в энергосбережении на своих рабочих местах, а значит – в стране.
Во многих школах сегодня проводят основные энергосберегающие мероприятия. Старые деревянные окна меняют на пластиковые. Средняя потеря тепла через деревянные окна составляет около 45%, что в пересчете на школу означает около 136 Гкал в год, температура воздуха в кабинетах в зимнее время составляет +9 +11°С, что не соответствует СанПин.
По этой причине обучающиеся часто заболевают и пропускают уроки, т.е. недополучают знания. Старые деревянные двери заменяют в некоторых школах на пластиковые и металлические утепленные двери.
В школах, где установлены приборы учета, постоянно отслеживается расходование энергоресурсов.
Экономия электроэнергии: замена обычных ламп на энергосберегающие лампы
Энергосберегающие лампы расходуют в 5 раз меньше электрической энергии, чем лампы ДРЛ, ЛОН и ДРВ, не теряя при этом установленной светопередачи.
Для установки энергосберегающей лампы не требуется дополнительного оборудования. В готовую лампу встроена вся электронная комплектация, в том числе пускорегулирующее устройство.
КЛЛ (компактная люминесцентная лампа) характеризуется высокой степенью светопередачи, достигающей 87 Rа, что соответствует нормативам, которые действуют на территории РФ. Частота мерцания энергосберегающей лампы равняется примерно 20000 Герц. Эти лампы рекомендованы для применения в больницах, учебных заведениях, на промышленных и производственных предприятиях.
Значительную часть затрат организации в области жилищно-коммунальных услуг составляют расходы на электроэнергию.
Уровень и качество энергоэффективности освещения внутри здания и прилегающих территорий часто не соответствует современным требованиям.
Замена недостаточно эффективных ламп, в том числе ламп накаливания в системах освещения школ даст возможность реализовать потенциал энергосбережения.
Мероприятия, нацеленные на энергосбережение в школе в системе электроснабжения, внутреннем и наружном освещении:
Замена не достаточно эффективных источников света в целях освещения прилегающих территорий и помещений на энергоэкономичные;
Оборудование здания приборами учета;
Использование современного энергоэффективного оборудования;
Установка систем автоматического контроля и регулирования работы оборудования.
Мероприятия в области энергосбережения в водоснабжении:
Внедрение приборов учета воды;
Установка в перспективе смесителя с фотоэлементом, т.к. энергосбережение является не только экономией тепла, но и воды, для доставки которой требуется много электроэнергии (до 70% стоимости). Мытье рук с применением бесконтактного смесителя требует 1 л воды, а не 6, которые необходимы для традиционного крана.
Экономия тепла
Одним из главных приемов по оптимизации платежей за обеспечение теплом является установка узлов учета носителей энергии (теплосчетика) с использованием систем автоматического регулирования. В школах на узлах управления устанавливаются ультразвуковые СПТ 943, например, с автоматическим устройством. На тепловой счетчик возлагается не только расчет получаемого тепла и теплоносителя, но также и регистратора режима потребления тепла. Это возможно благодаря наличию архива среднесуточных, среднечасовых значений затрат тепловой энергии, температуры обратной и прямой воды, теплоносителя. Фиксация данных параметров позволяет поставщикам и абонентам тепловой энергии контролировать свойства теплоносителя и соответствие их договорным значениям.
Даже хорошо отрегулированный учет потребления горячей воды и тепла не полностью использует возможности снижения затрат на потребление тепла. Дело в том, что в школе люди находится только в рабочее время. Именно в этом время необходим нормальный отопительный режим. В остальное время (выходные дни, ночное время) не обязательно поддерживать температуру в помещениях около 18-20 градусов, достаточно 10-14, что поможет значительно сэкономить тепло и сократить затраты. Но в холодные дни зимнего периода здание остывает очень быстро, а греется медленнее, поэтому снижать температуру в ночное время не всегда рационально. Но добиться энергосбережения в школе на 10-22% можно, например, в межсезонье (завершение и начало отопительного сезона).
Выводы
Школа является одним из ключевых инструментов воспитания экономного отношения к запасам у молодого поколения, а решение вопроса энергоэффективности в школах имеет большое значение.
Мы видим, что без установки учитывающих приборов невозможно использовать эффективно мероприятия по экономии тепла. Какие бы ни проводились мероприятия, без приборов учета организация по снабжению энергией будет предъявлять по-прежнему к оплате те же счета, т.е. «по расчету». С установкой тепловых счетчиков в школах наблюдается экономия финансовых средств в 30%. Также необходима замена счетчиков электроэнергии и воды.
Важно предусмотреть следующие мероприятия по энергосбережению в школе:
Система отслеживания расходов энергетических ресурсов и совершенствование энергобаланса;
Организация контроля и учета по рациональному использованию, лимитированию и нормированию энергоресурсов;
Организация энергетических обследований для определения нерационального расходования энергоресурсов;
Разработка и осуществление акций по энергосбережению в школе.
И необходимо помнить: гораздо лучше сэкономить одну единицу энергии, чем создать новую. Сберегая энергию дома или в школе, мы сокращаем потери энергии при ее транспортировке и производстве.
Таким образом, не только школа, но и каждое образовательное учреждение может существенно сокращать расходы энергии, а обучающиеся могут лично участвовать в программе энергосбережения, что даст возможность сформировать в их сознании представление о важности процесса энергосбережения.
