Энергосберегающие технологии и их использование в школе

Министерство общего и профессионального образования

Свердловской области

Управление образования Администрации города Нижний Тагил

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение

средняя общеобразовательная школа № 30

Направление: научно-техническое

Энергосберегающие технологии и их использование в школе

Научный руководитель:

Глазер Анна Геннадьевна,

учитель математики

г. Нижний Тагил

2020 год

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

Тема энергоэффективности актуальна сегодня как никогда. Это инструмент, который содействует достижению трех основных целей энергетической политики: повышению энергетической безопасности, снижению вредного экологического воздействия вследствие использования энергоресурсов, повышению конкурентоспособности промышленности.
Во всем мире снижение потребления энергоресурсов является одной из важнейших задач. Это связано с тем, что мировой спрос на энергию имеет тенденцию к росту. Если такая динамика сохранится, то к 2030 году человечеству потребуется на 40–50 % больше энергии, чем сейчас. В связи с этим возникает необходимость удовлетворять рост потребностей в энергетических ресурсах. И одним из самых эффективных путей является внедрение энергосберегающих технологий.[3]

Несмотря на введение в действие свыше 70 нормативных документов, касающихся внедрения энергосберегающих мер, проблемы энергосбережения в России затрагивают практически каждую отрасль экономики и хозяйства.

Поэтому проблема решается и на уровне государства. Так 23 ноября 2009 года был принят Федеральный закон № 261-ФЗ (редакция от 13.07.2015 с изм. и доп., вступ. в силу с 01.01.2016) «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации». Данный закон направлен как на энергосбережение, так и на энергоэффективность. (см. приложение 1)

Таким образом, целью нашей работы стало определение возможности энергосбережения путем замены ламп освещения учебных аудиторий на примере школы.

Задачи:

1. Изучить теоретический материал по данной теме, используя справочную литературу и ресурсы интернета.

2. Обобщить полученные результаты.

3. Проанализировать расход электроэнергии в кВт/ч и её стоимость.

4. Выполнить расчеты, подтверждающие гипотезу данной работы.

5. Подготовить предложения по экономии электроэнергии.

Объект исследования: энергосбережение в современных условиях.

Предмет исследования: проблема энергосбережения в школе.

Гипотеза. Замена люминесцентных ламп, использующихся для освещения учебных кабинетов, на светодиодные лампы поможет сократить затраты и энергопотребление на 30%.

Вопросы экономии ресурсов с каждым годом становятся все актуальнее. Экономия энергии в школе, важная с экологической точки зрения, может оказаться выгодной экономически. Энергосбережение в школе может дать огромный экономический эффект.

Глава 1. Энергосбережение как энергетический ресурс

1.1 Содержание понятия «энергосбережение»

Понимание и содержание термина «энергосбережение» в каждый период времени развития проблемы соответствуют нашим знаниям, нашим техническим возможностям и уровню нашей ответственности перед будущими поколениями за расточительное расходование природных богатств, а потому постоянно изменяются по мере развития этой проблемы.

Еще в 1977 году Мировая энергетическая конференция (МИРЭК), одна из авторитетнейших международных неправительственных организаций энергетического профиля, сформулировала проблему энергосбережения.

После первого энергетического кризиса в конце 1973 года термин «энергосбережение» означал поиски простейших путей снижения расхода энергии. В начале 1990-х годов этот термин подразумевал выбор таких энергосберегающих технологий, которые способствовали повышению качества микроклимата в помещениях.

В настоящее время полезное применение энергии, в первую очередь, связывают с энергосбережением. Официальное определение устанавливается ГОСТом Р 51387-99, введенный Постановлением Госстандарта России от 30.11.1999. №485-ст:

«Энергосбережение» - комплекс мер по реализации правовых, организационных, научных, производственных, технических и экономических мер, направленных на эффективное (рациональное) использование (и экономное расходование) топливно-энергетических ресурсов (ТЭР), при существующем полезном эффекте от их использования и на вовлечение в хозяйственный оборот возобновляемых источников энергии (закон РФ «Об энергосбережении»).

Так же следует не забывать и о таком понятии как энергоэффективность. Энергоэффективность - отношение полезного эффекта (результата), в том числе объёма произведённой продукции, полученного от использования энергетического ресурса (ресурсов), к затратам соответствующего ресурса (ресурсов), обусловившим получение данного эффекта (результата).

В настоящее время термин «энергосбережение» связан и с понятием «Complex ecoenergy», в рамках российско – германского проекта, приводятся следующие определения понятий «энергосбережение» и «энергоэффективность»:

• энергоэффективность – эффективное (рациональное) использование энергетических ресурсов – достижение экономически оправданной эффективности использования топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) при существующем уровне развития техники и технологии и соблюдении требований к охране окружающей среды;

• энергосбережение или эффективное использование энергии, или «пятый вид топлива» – использование меньшего количества энергии, чтобы обеспечить тот же уровень энергетического обеспечения зданий.

Основные принципы политики энергосбережения в РФ включают:

- приоритет эффективного использования топливно-энергетических ресурсов;

- осуществление государственного надзора за эффективным использованием энергоресурсов;

- обязательность учета производимых, получаемых или расходуемых энергоресурсов;

- включение в государственные стандарты на оборудование, материалы и конструкции, транспортные средства показателей энергоэффективности;

- разработка государственных и межгосударственных научно-технических, республиканских, отраслевых и региональных программ энергосбережения и их финансирование;

- приведение нормативных документов в соответствии с требованием снижения энергоёмкости материального производства, сферы услуг и быта;

- создание системы финансово-экономических механизмов, обеспечивающих экономическую заинтересованность производителей и пользователей в эффективном использовании ТЭР, вовлечение в топливно-энергетический баланс нетрадиционных и возобновляемых источников энергии, а также в инвестировании средств в энергосберегающие мероприятия;

- осуществление государственной экспертизы энергетической эффективности проектных решений;

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. 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.
Энергосбережение в школе – это совокупность трех видов мероприятий:

- мониторинг потребления энергетических ресурсов;

- регулирование расхода электроэнергии;

- повышение мотивации участников.

Таким образом, именно поэтому во многих школах сегодня проводят основные энергосберегающие мероприятия, т.е. меняют старые люминесцентные лампы на энергосберегающие или светодиодные. Для установки энергосберегающей лампы не требуется дополнительного оборудования. В готовую лампу встроена вся электронная комплектация, в том числе пускорегулирующее устройство, т.е. диммер (от англ. dim — затемнять, в русском языке — светорегулятор) — электронное устройство, предназначенное для изменения электрической мощности (регулятор мощности). Обычно используется для регулировки яркости света, излучаемого  лампами накаливания или светодиодами..[1,4]

1.2 Методы экономии энергии

С тех времен, когда для освещения помещений стали использовать электричество, было изобретено немало светильников. И этот процесс не прекращается и сегодня. Если раньше во главе угла стояла интенсивность и яркость освещения, то сейчас важна эффективность и экономичность.

Чтобы сэкономить энергию нужно придерживаться простых правил.

Итак, ставьте на маленькую конфорку маленькую кастрюлю, а на большую – с широким дном, и энергия газа будет расходоваться эффективно. Замените лампочки в квартире на энергосберегающие, ведь одинаковый свет дает обычная 100 Ваттная лампа и энергосберегающая 12 Ваттная. Посмотрели телевизор – выдерните вилку из розетки! Это относится ко всем приборам, и дает экономию от 3 до 10%!!! Загружайте в стиральную машину столько белья, сколько максимально указано в инструкции и подбирайте точно режим стирки, это еще 3% экономит. Если вы регулярно удаляете накипь из чайника и содержите его в чистоте, вы реально экономите еще 3% энергии. Глажка не пересушенного белья прибавляет от 3 до 5%, не перегруженный мешок в пылесосе столько же.

Если вы установили холодильник в прохладном месте, то к экономии добавляет очередные 3%. Чистые окна, светлые шторы и обои на стенах, отсутствие огромного количества предметов на подоконниках – гарантирует экономию 5-7% на освещении. А если не закрывать батареи шторами, то они отдадут на 3% тепла больше. Если посчитать, сколько всего набежало экономии, то мы увидим, что это более 20%!

Для того, чтобы добиться экономии на освещении разработаны даже рекомендации для населения Министерством энергетики. Ученые мужи ведомства рекомендуют содержать чистыми светильники и плафоны, это экономит до 20% электричества! Если применять для освещения бра, настольные лампы, торшеры и не включать общее освещение, то можно оставить невредимыми от 30 до 50 % денег, которые вы отдаете на оплату за электричество. Разделите свою квартиру на зоны, где вам может понадобиться яркое освещение, менее яркое и приглушенное, установите в зонах именно такой мощности лампы, подведите к источникам света отдельную проводку с включателем. Это даст экономию от 20 до 50%.

Что же касаемо школы? Возможно, экономить энергию во время учебного процесса?

На процесс экономии энергии, помимо выбранных осветительных приборов так же влияет и окраска стен. В зависимости от цвета стен (потолок, в данном случае мы не рассматриваем, так как абсолютно во всех учебных аудиториях он окрашен в белый цвет), чем светлее стены, тем лучше освещение помещения.

При выборе цвета потолка, цвета и рисунков для финишной отделки стен необходимо учесть освещение (естественное и искусственное) помещения, его высоту и назначение, площадь пола, а также расположение по отношению к сторонам света.

В помещениях, расположенных на северной стороне, а так же недостаточно освещенных, рекомендуются яркие покрытия теплых цветов (желтые, розоватые), придающие помещению более светлый и просторный вид. При отделке помещений, находящихся на южной стороне, можно пользоваться светопоглощающими цветами, например, золотисто-оранжевым, кирпично-красным и др. Чем меньше площадь и высота помещения, тем светлее должна быть отделка и тем мельче рисунок на стенах. Выбирая цвет стен и потолков, желательно изначально останавливаться на светлых оттенках. Все поверхности помимо поглощения, еще и отражают свет. Вот рекомендуемые коэффициенты отражения для стен, потолков, пола и рабочей поверхности:

Коэффициенты отражения окружающих поверхностей должны быть:

• от 0,7 до 0,9 для потолков;

• от 0,5 до 0,8 для стен;

• от 0,2 до 0,7 для рабочих поверхностей;

• от 0,2 до 0,4 для пола.

Таблица1

Рекомендуемые коэффициенты отражения для стен, потолков, пола и рабочей поверхности.

Значит, снизить энергопотребление возможно двумя способами:

снижением номинальной (либо текущей) мощности освещения и уменьшением времени работы. Причем это не должно приводить к снижению качества освещения.

Снижение номинальной (установленной) мощности освещения в первую очередь означает переход к более эффективным источникам света, дающим нужные световые потоки при существенно меньшем энергопотреблении. 

Если принять во внимание наличие в помещениях естественного освещения в светлое время суток, даже сниженная за счет компенсации указанных избытков освещенности мощность светильников окажется завышенной по сравнению с необходимой. Рациональным использованием дневного освещения (переходом от искусственного освещения к комбинированному) удается добиться наиболее значительной экономии энергии, так как во многие моменты времени суток светильники могут быть вообще отключены либо включены на минимальную мощность (1-10% от номинальной). Экономия электроэнергии при этом составит 25-40%.  

Итак, все перечисленное сводится к тому, что снизить потребление электроэнергии можно за счет изменения мощности ламп, а как регулировать мощность?

Диммером (от англ. dim - "затемнять") называют регулятор электрической мощности нагрузки, включаемый последовательно с ней. Диммер позволяет плавно или ступенчато изменять напряжение, подаваемое на осветительный прибор, регулируя тем самым яркость его свечения.

Таким образом, существует не так много способов экономии электроэнергии в школе, но все они очень эффективные. При этом не стоит забывать, что воспитание «энергетической» культуры у школьников экономит до 30% энергопотребления в школе.

1. Сравнительный анализ люминесцентной и светодиодной ламп

В последнее время актуальна замена одного вида источников света на другой. Недавно сравнивались лампочки накаливания с энергосберегающими, сейчас требуется сравнение светодиодных и люминесцентных ламп. Многие пришли к выводу, что замена ламп позволяет не только сэкономить, но и повысить качество освещения.

Разница между люминесцентными и светодиодными лампами заключается в физических явлениях, используемых для излучения света. В люминесцентной лампе светится плазменный шнур в парах ртути. Он излучает ультрафиолет, который преобразуется в видимый свет люминофорным покрытием внутренней стороны колбы. Всем знакомые «трубки» используют схему включения со стартером и балластным дросселем, энергосберегающие лампы включаются через электронный контроллер, вмонтированный в цоколь. Светодиодные лампы используют эффект излучения видимого света полупроводниковой структурой. Никаких дополнительных преобразований энергии не происходит.

Человек по своей природе воспринимает окружающий мир по большей части через зрение.

Главным условием восприятия является освещённость. Естественное освещение, которое природного происхождения наиболее оптимально для глаз. Но оно не безгранично и «работает с интервалами». Световой день сменяется ночью.

Как экономить электроэнергию и, при этом, не уменьшать ее повседневное использование? Не такое уж сложный вопрос, скажут вам сторонники энергосберегающих (а точнее люминесцентных) ламп. А знаете ли вы все преимущества и недостатки такого вида освещения?

Начнем как всегда с плюсов.

Преимущество люминесцентных ламп:

1. Высокая световая отдача, превышающая тот же показатель ламп накаливания в несколько раз.

1. Энергосберегающая составляющая как раз и заключается в том, что максимум электроэнергии, запитанной на энергосберегающую лампу, превращается в свет, тогда как в лампах накаливания до 90% электроэнергии уходит просто на разогрев вольфрамовой проволоки.

  Отличием этих люминесцентных ламп является то, что они не оснащены ниткой напряжения, а работают на люминофоре. Именно от свойств люминофора и зависит оттенок света. Хоть цена на них и несколько выше, но срок службы в несколько раз больше - до 8000 часов. Использовать такие лампы, можно и в большом температурном режиме, когда обычные лампы накаливания могут работать только в определенные температуры, ведь они нагреваются от спирали накаливания.

Плюсы светодиодных ламп

Среди сильных сторон, преимуществ которыми обладают светодиодные лампы сами производители и потребители отмечают таковые:

• Более низкое потребление электрической энергии при сравнении со стандартными приборами освещения и лампами – в частности, самой лампе нужно всего 10 Вт., чтоб полностью осветить площадь помещения, которая освещается лампой накаливания мощностью в 100 Вт.

• В процессе работы светодиодной лампочки не излучают ультрафиолетовые лучи – именно данный спектр света не самым лучшим образом сказывается на состоянии сетчатки глаз и коже. В этом отношении можно говорить об определенной пользе для собственного здоровья, а не только для своего же кошелька и бюджета.

• Именно такая лампочка выделяет минимум тепла, не нагреваясь в процессе работы, тем самым, снижая себестоимость кондиционирования помещения. Но в тоже время сама лампа нуждается в дополнительной системе кондиционирования – это продлевает срок ее службы, но об этом будет рассказано ниже.

• Говоря о сроках службы данного вида лампы, то он весьма большой – достаточно сказать, что многие производители оценивают продолжительность их работы в 40-50 тысяч световых часов. Для сравнения можно отметить, что если такую лампочку включать ежедневно на 5 часов, то в итоге она прослужит своим хозяевам больше чем 10 лет.

• Светодиодная лампочка весьма безопасна с экологической точки зрения, в особенности, если сравнивать их с лампой, содержащей в себе ртутные наполнители. Именно в этом отношении такие лампы безопасны как для всех, кто находится в помещении, так и для окружающей среды, в особенности при их утилизированные.

• Светодиодные лампочки обладают малым весом и при этом характерны высоким процентом ударостойкости – даже если она упадет нечаянно из ваших рук, то не разлетится на мелкие осколки как обычная лампа накаливания, колба которой выполнена из стекла.

• Сама светодиодная лампа имеет мгновенный разогрев – достаточно мене 1 сек. для полноценной ее работы.

А теперь о минусах.

Недостатки люминесцентных ламп:

1. Высокая цена. Одна люминесцентная лампочка стоит, в зависимости от мощности, в 5-10 раз дороже лампы накаливания.
2. Срок исправной работы компактных люминесцентных ламп зависит от частоты включения и выключения питания — чем чаще щелкать выключателем, тем быстрее лампа выйдет из строя.
3. Такие лампы противопоказаны людям, имеющим болезни кожи и эпилепсией.
4. Энергосберегающая лампа содержит пары ртути, которые являются ядовитыми для людей. При повреждении лампы необходимо многочасовое проветривание помещения и провести влажную уборку раствором марганца. Если же разбито несколько ламп сразу нужно вызвать специалистов МЧС для проведения демеркуризации помещения.
5. Использованные лампы нельзя выбрасывать вместе с обычным бытовым мусором. В любом городе должны быть пункты приема таких ламп.

Недостатки светодиодных ламп:

 В отношении последних, многие потребители отмечают следующие минусы:

1. Стоимость светодиодной лампы – ее основной и главный минус, когда в сравнении с обычными лампами накаливания или же энергосберегающими, она превышает их цену в разы.

2. Многие потребители говорят о том, минус таких ламп в том, что они имеют неприятный для глаз, режущий спектр свечения. Именно в силу такой их особенности они не используются в светильниках или же настольных лампах для чтения или иной кропотливой работы. В таком случае многие возвращаются к старому, проверенному варианту, с использованием обычной лампы накаливания.

3. Еще одним недостатком таких ламп есть то, что для их нормальной и эффективной, а главное долговечной работы требуется установка дорогих систем и источников их питания, а также охлаждения. В противном случае без соблюдения этих условий сами светодиоды будут быстро деградировать и соответственно срок службы лампы сокращается. Сам источник питания выбирается импульсный, оборудованные стабилизаторами напряжения.

Таблица 2

Сравнительная таблица параметров светодиодных и люминесцентных ламп.

Таким образом, за продолжительный период эксплуатации были хорошо изучены преимущества и недостатки люминесцентных ламп, что позволило наиболее рационально использовать их в осветительных приборах. В настоящее время большую популярность завоевывают компактные энергосберегающие устройства, нашедшие широкое применение. Именно поэтому, экономить электроэнергию можно по – разному, каким образом решать Вам.

Глава 2. Расчёт эффективности замены люминесцентных ламп на светодиодные

2.1 Требования к освещенности здания СанПин

Среди факторов внешней среды, влияющих на организм человека, свет занимает одно из первых мест. Он влияет не только на орган зрения, но и на весь организм в целом. Под действием света изменяются физические и психические реакции, повышается общий тонус, поддерживается - деятельное состояние организма. Неблагоприятное освещение вызывает ухудшение общего самочувствия, снижение умственной и физической работоспособности, угнетающе действует на психику.

К освещенности предъявляются следующие требования: достаточность, равномерность во времени и пространстве, отсутствие теней на рабочем месте, отсутствие «слепимости» и перегревания помещений.

Освещенность помещений естественным светом в значительной степени определяется световым климатом - изменением освещенности но часам дня и месяцам года, характерным для данной местности.

Естественное освещение должно отвечать следующим требованиям:

1. ориентация здания школы с учетом солнечной радиации. Наиболее оптимальными являются южная и юго-восточная стороны, при этом в весенний и осенний периоды инсоляция будет наиболее длительной;

2. площадь остекления должна составлять не менее 80% общей площади окна. Несмотря на то что оконное стекло в значительной степени задерживает биологически наиболее активные составляющие солнечного спектра, бактерицидное и тонизирующее действие солнечного света, который проникает в помещение, достаточно велико;

3. межоконные промежутки должны быть не более 30 - 50 см;

4. учебные помещения должны обязательно обеспечиваться солнцезащитными приспособлениями - жалюзи или шторами, сделанными из тканей, которые обладают хорошими светорассеивающими свойствами и пропускают достаточно света. Это поплин, репс, штапель. Запрещено применять шторы из полихлорвиниловой пленки.

На протяжении учебного года естественное освещение в течение суток является недостаточным, особенно в осенне-зимний период. Недостаток света компенсируется искусственным освещением. Искусственное освещение рабочих мест должно обеспечивать достаточную остроту зрения, скорость различения мелких деталей при работе и устойчивость ясного видения.

Если освещенность в помещении различная, то быстро наступает утомление глаз и всего организма. Необходимость приспосабливаться к различной степени яркости при переводе взгляда с ярко освещенной поверхности на затемненную и наоборот понижает работоспособность световоспринимающих элементов сетчатки, глаза. По тем же причинам нежелательно образование резких теней на освещенных поверхностях.

Существенным является вопрос о спектральном составе света, излучаемого тем или иным источником. Источники искусственного освещения не излучают света, биологическая ценность которого была бы равна биологической ценности солнечных лучей.

В настоящее время в качестве источника искусственного света в школах применяется электрическое освещение. Оно может быть общим, когда освещается все помещение, местным, когда освещается непосредственно рабочее место, и комбинированным, при котором общее освещение сочетается с местным. В учебных классах и кабинетах применяется преимущественно общее освещение.

Наиболее оптимальное искусственное освещение дают люминесцентные лампы. Люминесценцию называют холодным свечением. В люминесцентных лампах электрическая энергия трансформируется в энергию ультрафиолетового излучения, которое превращается в видимое свечение люминесцирующих веществ. Спектральный состав света зависит от характера люминофора. 

К освещению школ и других образовательных учреждений предъявляются особые требования, которым должны соответствовать применяемые светильники. А именно, яркость светильника, яркость светодиодного светильника не должна превышать значения 5000 кд/м², а цветовая температура должна быть 4000 К. Светильники для учебных заведений должны отвечать следующим  нормативным требованиям [5].

В нормативах СанПин и СНиП для освещения указаны типы светильников, которые могут применяться в классах и других помещениях школы.(см. приложение 2)

К светильникам для школы в общих нормативах освещения указаны следующие требования:

• светильник должен создавать требуемый уровень освещенности;

• не допускается мерцание света от светильника и шумовые эффекты, например жужжание или потрескивание;

• светильник должен создавать равномерное освещение;

• свет от осветительного прибора должен быть мягким и рассеянным;

• светильник должен быть безопасным и максимально экологически чистым, например, светодиодные светильники наиболее безопасны с точки зрения экологии и детского здоровья;

• теплый световой поток от светильника в большей степени соответствует нормативам освещения СанПин и СНиП для школы.

2.2 Расчёт эффективности замены ламп накаливания на светодиодные

Замена люминесцентных ламп на светодиодные - это самое простое мероприятие, но оно действительно поможет существенно сократить потребление электроэнергии.

Экономию посчитать легко. Одна энергосберегающая лампа мощностью 11 Вт дает столько же освещения, как и лампа накаливания в 60 Вт.

В среднем освещение составляет 20% от общего расхода электрической энергии. Лидер по экономии энергии – светодиодная лампочка. По разным оценкам работа такой лампочки на 50-90% выгоднее, чем работа ламп накаливания. Для наглядности проведем сравнение с такими условиями:

• в сутки лампочка горит 8 часов,

• тариф за 1 кВт равен 6,95 рубля,

• расчет на 1 лампочку со средними характеристиками,

• расчет сроком на 1 год.

Для расчетов возьмем два кабинета нашей школы – 34 и 54.

Таблица 3

Технические характеристики кабинетов школы

Таблица 4

Технические параметры люминесцентных и светодиодных ламп

Рис. 1. Расчет потребления электроэнергии за один час работы люминесцентных и светодиодных ламп (Вт/ч)

Так как выбор светодиодных ламп для освещения, в наше время, достаточно велик, то мы решили рассмотреть еще один вариант замены ламп большей мощности. Выполняя расчеты мы использовали Microsoft Excel, чтобы наглядно показать зависимость потребляемой электроэнергии от количества ламп и мощности.

Из расчетов хорошо видно, что светодиодные лампы мощностью 20 Вт в 2,7 раз превосходят люминесцентные лампы по экономии электроэнергии. Но это только за час. В среднем в помещении за день учащиеся находятся по 8 часов. Сколько же электроэнергии экономим мы за 8 часов?

Рис. 2. Расчет потребления электроэнергии за один день работы люминесцентных и светодиодных ламп (Вт/ч)

Расчет эффективности мероприятия по оснащению помещений с временным пребыванием людей светодиодными лампами

Сведения о кабинетах:

1. Количество помещений с временным пребыванием людей – 2.

2. Количество и мощность люминесцентных и светодиодных ламп в помещениях с временным пребыванием людей (для каждого помещения):

• Количество люминесцентных ламп – 20 шт.,

• Количество светодиодных ламп -15 шт.,

• Мощность люминесцентных ламп – 40 Вт.,

• Мощность светодиодных ламп – 20 Вт,

3. Число часов работы системы освещения – 8ч.

4. Тариф на электрическую энергию Т = 6,95 руб.

5. Число рабочих дней учреждения в году – 170 дня.

Методика расчета эффективности замены ламп освещения

1. Расчетное потребление электроэнергии на освещение помещений с временным пребыванием людей составляет, Вт/ч:

W_лл = N  P_лл    z  10^-3

где N [шт.]– количество ламп в местах с временным пребыванием людей; Рлл [Вт] – мощность лампы; τ [ч] – время работы системы освещения; z – число рабочих дней в году.

W= 20 0,04 кВт (40Вт) 8 170 = 1 088 кВт/ч (1 088 000 Вт)

1. Расход электроэнергии на освещение мест с временным пребыванием людей после замены ламп составит, кВт/ч:

W_сл = N  P_сл    z  10^-3

где N [шт.]– количество ламп в местах с временным пребыванием людей; Рлл [Вт] – мощность лампы; τ [ч] – время работы системы освещения; z – число рабочих дней в году.

W = 15 0,02кВт (20Вт) 8 170 = 408 кВт/ч (408 000Вт)

1. Экономия электроэнергии при внедрении мероприятий будет равна, кВт/ч:

W = W_лл - W_сл

1088кВт/ч – 408кВт/ч = 680 кВт /ч (680 000Вт)

1. Годовая экономия в денежном выражении составит, руб.:

Э = W  Т_ээ  10^-3

где TЭЭ [руб./кВт/ч] – тариф на электрическую энергию.

Э = 680кВт (680000Вт) 6,95 4726 рублей

Таким образом, можно сделать вывод, что замена люминесцентных ламп на энергосберегающие лампы актуальна в рассмотрении наиболее простых путей экономии и применения энергосберегающих технологий в повседневной жизни. Замена недостаточно эффективных ламп, в том числе ламп люминесцентных в системах освещения школ даст возможность реализовать потенциал энергосбережения.

Заключение

Доля затрат на электроэнергию в России составляет 30-40% себестоимости продукции, поэтому энергосбережение – одно из приоритетных направлений страны. Технологии энергосбережения не только дают значительное уменьшение расходов на энергетические затраты, но и имеют очевидные экологические плюсы.

Школу мы исследовали неслучайно: энергосбережение в школе имеет огромный потенциал. С детства, привыкнув к бережному отношению к электроэнергии, в будущем нынешние школьники смогут совершить прорыв в энергосбережении во всей стране.

Наша исследовательская работа позволяет сделать вывод о том, что замена ламп освещения в учебных аудиториях приведет не только к поддержанию политики правительства в сфере энергосбережения нашей страны, но и экономической выгоде непосредственно для нашего образовательного учреждения.

Таким образом наша гипотеза подтвердилась. Полученные данные позволяют сделать вывод, о том, что замена люминесцентных ламп, использующихся для освещения учебных кабинетов, на светодиодные лампы поможет сократить затраты и энергопотребление на 30%.

Данные исследования могут стать очень полезны для расчёта экономической выгоды замены всех ламп освещения в школе, а не только на примере отдельно взятых учебных аудиторий. Для обучающихся, данные знания могут, в определенной степени, позволить почувствовать ответственность за энергетические ресурсы нашей страны и уверенность в благополучном экологическом будущем нашей планеты.

Список литературы

1. Ахмадеева О. А., Енькова М. А. Проблемы энергосбережения в России и пути их решения // Молодой ученый. — 2016. — №7. — С. 758-760.

2. Данилов Н.И., Щеглов Я.М., Основы энергосбережения: Учебник /под общ. ред. Н.И.Данилова. - 4-е изд. перераб. и доп. – Екатеринбург: «Автограф», 2011.

3. Мукаев А.И. Управление энергосбережением и повышение энергетической эффективности в организациях и учреждениях бюджетной сферы: Практическое пособие. – Фаменское: ИПК ТЭК, 2011.

4. СанПиН 2.4.2.2821-10 «Санитарно-эпидемиологические требования к условиям и организации обучения в общеобразовательных учреждениях»

5. Федеральный закон от 23.11.2009 № 261 – ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации » (принят ГД ФС РФ 11.11.2009).

6. Википедия. Свободная энциклопедия. [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/

7. Консультант плюс. [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.consultant.ru/

8. СТЕПАНОВА М.И., д-р мед. наук, проф., зав. лабораторией гигиены обучения и воспитания детей и подростков НИИ гигиены и охраны здоровья детей и подростков ФБГУ «НЦЗД» Минздрава России //Нормативные документы образовательного учреждения – 2016 - № 3 [Электронный ресурс]/ Режим доступа: https://e.normobr.ru/444893?from=site&content=article

9. Шейдина О. Энергосберегающие технологии – динамика процесса их внедрения. [Электронный ресурс] – 2016. – Режим доступа: http://zeleneet.com.pixelwp.com/site

Приложение 1

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ЗАКОН

ОБ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИИ И О ПОВЫШЕНИИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ

ЭФФЕКТИВНОСТИ И О ВНЕСЕНИИ ИЗМЕНЕНИЙ В ОТДЕЛЬНЫЕ

ЗАКОНОДАТЕЛЬНЫЕ АКТЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Принят

Государственной Думой

11 ноября 2009 года

Одобрен

Советом Федерации

18 ноября 2009 года

Статья 1. Предмет регулирования и цель настоящего Федерального закона

 1. Настоящий Федеральный закон регулирует отношения по энергосбережению и повышению энергетической эффективности.

2. Целью настоящего Федерального закона является создание правовых, экономических и организационных основ стимулирования энергосбережения и повышения энергетической эффективности.

Статья 3. Законодательство об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности

 Законодательство об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности состоит из настоящего Федерального закона, других федеральных законов, принимаемых в соответствии с ними иных нормативных правовых актов Российской Федерации, а также законов и иных нормативных правовых актов субъектов Российской Федерации, муниципальных правовых актов в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности.

Статья 9. Государственное регулирование в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности

Статья 23. Государственная информационная система в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности

 1. Государственная информационная система в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности создается и функционирует в целях предоставления физическим лицам, организациям, органам государственной власти, органам местного самоуправления актуальной информации о требованиях законодательства об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о ходе реализации его положений, а также получения объективных данных об энергоемкости экономики Российской Федерации (в том числе ее отраслей), о потенциале снижения такой энергоемкости, о наиболее эффективных проектах и о выдающихся достижениях в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности.

Приложение 2

Санитарно-эпидемиологические требования к условиям и организации обучения в общеобразовательных учреждениях

Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы СанПиН 2.4.2.2821-10

I. Общие положения и область применения

1.1. Настоящие санитарно-эпидемиологические правила и нормативы (далее - санитарные правила) направлены на охрану здоровья обучающихся при осуществлении деятельности по их обучению и воспитанию в общеобразовательных учреждениях.

1.2. Настоящие санитарные правила устанавливают санитарно-эпидемиологические требования к:

- размещению общеобразовательного учреждения;

- территории общеобразовательного учреждения;

- зданию общеобразовательного учреждения;

- оборудованию помещений общеобразовательного учреждения;

- воздушно-тепловому режиму общеобразовательного учреждения;

- естественному и искусственному освещению;

- водоснабжению и канализации;

- помещениям и оборудованию общеобразовательных учреждений, размещенных в приспособленных зданиях;

- режиму образовательного процесса;

- организации медицинского обслуживания обучающихся;

- санитарному состоянию и содержанию общеобразовательного учреждения;

- соблюдению санитарных правил.

VII. ТРЕБОВАНИЯ К ЕСТЕСТВЕННОМУ И ИСКУССТВЕННОМУ ОСВЕЩЕНИЮ

7.2.2. В учебных помещениях система общего освещения обеспечивается потолочными светильниками с люминесцентными лампами и светодиодами. Предусматривается освещение с использованием ламп по спектру цветоизлучения: белый, тепло-белый, естественно-белый.

19