Проект "Энергосберегающие лампы: за и против"

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

“Центр образования №1”

ПРОЕКТ

на тему “Энергосберегающие лампы: за и против”

ученицы 9 “Б” класса

Павлюк Ксении Владимировны

руководитель проекта учитель физики

Залученова Инна Владимировна

г. Новомосковск

2 020 г.

План:

Введение

1. История ламп накаливания

2. Преимущества ламп накаливания

3. Недостатки ламп накаливания

4. История энергосберегающих лампочек

5. Преимущества энергосберегающих ламп

6. Недостатки энергосберегающих ламп

7. Куда сдаются отслужившие изделия?

8. Опыт. Проведем простой расчет и определим, сколько мы экономим электроэнергии и денежных средств.

Вывод

Список литературы

Введение

По данным статистики средняя российская семья тратит на оплату жилищно-коммунальных услуг около 10 % своих доходов. Немалую долю этих затрат составляет оплата за электроэнергию. Прежде всего, за счет увеличения количества используемых нами бытовых приборов. Почти в каждой семье есть холодильник, телевизор, стиральная машина. Все чаще в наших квартирах «прописываются» компьютеры, посудомоечные машины, кухонные комбайны, электрочайники и другие приборы. Изрядное количество электроэнергии расходуется на освещение.

Электроэнергия поступает в наши дома с электростанций различного типа и для ее производства сжигаются уголь, нефть, газ.

Экономное использование электроэнергии позволит сократить объемы использования этих энергетических ресурсов, а значит снизить выбросы вредных веществ в атмосферу, сохранить чистоту водоемом. Тем самым каждый из нас может внести свой посильный вклад в общее дело сохранения природы. Кроме того, увеличение эффективности использования электроэнергии – это и реальный способ снизить затраты на оплату счетов за электричество. Ведь стоимость электроэнергии напрямую связана со стоимостью топлива, запасы которого ограничены и цены на которое постоянно растут.

Проблема: как светить без затрат

Цель: изучить какие лампы (накаливания или энергосберегающие) выгоднее для нас

Задачи:

1. Собрать и проанализировать информацию по истории создания, преимуществах и недостатках ламп накаливания

2. Собрать и проанализировать информацию по истории создания, преимуществах и недостатках энергосберегающих ламп

3. Провести исследование по экономии электроэнергии и средств

Этапы работы:

1.Сбор и обработка информации о лампах накаливания

2.Сбор и обработка информации об энергосберегающих лампах

3.Проведение опыта и расчетов при использовании различных ламп

4.Оформление проекта и презентации по моей теме

1. История ламп накаливания

Процесс возникновения и распространения лампочек накаливания был довольно долгим и запутанным, а вклад в изобретение вложил не один ученый-изобретатель. Принятая с течением времени история появления повествует о том, что возникновение «лампочек Ильича» произошло в 1872 году благодаря русскому ученому Александру Николаевичу Лодыгину. Именно он впервые провел ток сквозь стержень из угля, который размещался в вакууме колбы, сделанной из стекла. При этом происходила большая светоотдача из-за возрастания силы тока, превышение температур плавления с последующим угасанием лампочки. На основе данного опыта были определены подходящие для функционирования лампочек режимы, а 1873 году они впервые использовались на Санкт-петербургских улицах.

Именно в этот же период времени к разработке лампочек приступил Томас Эдисон, который в дальнейшем получил на них патент. Именно после этого его стали называть «отцом» самых первых электрических ламп. Но нельзя точно утверждать, кто совершил данное открытие первым, поскольку прибор был изобретен одновременно в разных странах. Зато Александру Николаевичу Лодыгину с большой вероятностью принадлежит идея замены угольной нити на вольфрамовую, которая обладает высокой температурой плавления (3410 ⁰С). В этот же период времени Томас Эдисон внес свой вклад, создав резьбовую систему «патрон-цоколь», которая дожила до наших дней практические никак не изменившись. Именно буква E в маркировке современных цоколей говорит о том, что их изобретателем был американский ученый Эдисон (Е - Edison Screw). Самыми популярными типами цоколя в России и Европе являются Е27 и Е14, а в Америке используются другие, поскольку напряжение сетей различается. Спустя 20 лет еще один американский ученый воплотил в жизнь идею замены нити спиралью, благодаря чему уменьшились габариты лампочки, улучшилась работа и увеличилась световая отдача.

2. Преимущества ламп накаливания

Положительными сторонами ламп накаливания есть следующие:

• Лампа накаливания выпускается в массовом производстве, и потому недостатка в таком источнике света никогда нет – ее можно приобрести в любой торговой точке, подобрав с любой формой колбы и цоколя, под любой плафон и светильник.

• Массовость производства и простая технология в итоге обуславливают ее доступную стоимость – она недорогая и даже если перегорит, замена не скажется на семейном бюджете. В особенности если речь идет о массовой закупке и замене.

• Лампа накаливания характерна небольшими размерами и при этом ее запуск, сама работа не требует подключения специального пускорегулирующего аппарата.

• Мгновенное зажигание и относительно невысокая чувствительность к перепадам электричества в сети и скачкам напряжения.

• Такая лампа не имеет в себе токсических компонентов и потому не несет опасности ни домочадцам, ни окружающей среде в процессе эксплуатации и ее утилизации.

• Лампа накаливания может работать от любого тока и источника его подачи, при этом ее изготавливают под самое разное напряжение, начиная от одной доли вольта и заканчивая сотней вольт.

• При работе лампы накаливания на переменном токе ее свет не будет мерцать и это особенно важно для больших предприятий, с множеством аппаратуры и работающих агрегатов, потребляющих большое число энергии, тем самым, создавая перенапряжение.

• Лампа накаливания не будет издавать неприятный гул, если работает от переменного тока.

• Лампа накаливания излучает непрерывный спектр свечения и весьма устойчива электромагнитным импульсам, как в сети, так и извне.

• Прекрасно переносит как низкие, так и высокие температуры окружающей среды, – ее можно монтировать для освещения, как на улице, так и в не отапливаемых жилых и нежилых помещениях.

• Помимо всего прочего лампа накаливания излучает теплый спектр света, в отличие от иных типов и видов осветительных ламп, когда свет может быть весьма резким и холодным.

Все это показывает, насколько выгодны лампы накаливания – недорогие и просты в установке и работе, выдерживают перепады в электричестве и внешних негативных факторов.

3. Недостатки ламп накаливания

При всех своих положительных характеристиках лампа накаливания имеет и ряд отрицательных моментов, которые стоит учитывать при выборе. К основным недостаткам такого вида ламп относят:

• Такие лампы характерны низким процентом отдачи света в сравнении с современными моделями осветительных лампочек.

• Небольшой срок службы – всего 1 000 часов, когда современные лампы могут работать и 5 000, а иногда и до 15 и 30 тысяч часов.

• Колба самой лампочки достаточно хрупкая и чувствительна к даже самым небольшим по силе ударам и вибрациям.

Сильная зависимость отдачи света и эксплуатационного срока от напряжения, точнее сказать от его подачи и отсутствия перепадов электричества в сети.

4. История энергосберегающих лампочек

В конце XIX века Питер Купер Хьюитт изобрел первый вариант привычной и часто применяемой сейчас энергосберегающей лампы. Они получили название в виде имени своего создателя, находили широкое использование в фото индустрии. Что касается ртутной лампы с характеристикой высокого давления, то патент на нее был оформлен в 27 году прошлого века Эдмундом Гермером, Гансом Спаннером и Фридрихом Майером. Практичную флуоресцентную лампу удалось создать союзу Джорджа Инмана с фирмой «Дженерал Электрик». Результат работы был представлен в 1938 году. Сам патент был получен только через три года после этого события. Предполагалось, что U-образными, а также круглыми лампами можно будет уменьшить длину светильных приборов с флуоресцентными лампами. Лампы и приборы освещения были показаны широкому кругу людей только на мировой ярмарке 1939 года, проходившей в Нью-Йорке. Изобретение компактной флуоресцентной лампы спирального типа произошло в 1976 году Эдвардом Хаммером, сотрудником компании «Дженерал Электрик». Это можно назвать своеобразным событием, ответом нефтяному кризису 73 года прошлого столетия. Все требования при разработке данного проекта были соблюдены, однако работа была заморожена. На деятельность, наладку выпуска ламп потребовалось бы около 25 миллионов долларов. Созданный дизайн тут же скопировали другие производители этого направления. А сбыт и производство самих ламп, как товаров, стали расти только с выходом на мировой рынок китайских производителей. В конце прошлого века компанией «Филипс» была показана новая модель, обозначающаяся как SL. Данный продукт представлял собой вкручивающуюся лампу с внутренним балластом. Применение в ней нашла особа, неровная трубка, сплав ртути и стабилизированный фосфор. Этот вариант можно смело назвать первым успешным заменителем обычной лампы. Через 5 лет появления нового товара компанией «Осрам» стали производиться продажи модели EL. В такой флуоресцентной лампе применялся электронный балластный резистор. Для создания компактных флуоресцентных ламп, которые бы не отличались по размеру от обычных ламп накаливания, специалисты разработали новые высокоэффективные виды фосфора. Они обладали свойством выдержки большого напряжения, чего нельзя сказать о ранних вариантах ламп. Основные конструкционные элементы в новых разработках ламп – это несколько деталей - электронный балласт, колба, цоколь. Последняя часть практически не отличается от элемента простой лампы накаливания. Изогнутую колбу было принято покрывать слоями люминофора, а в качестве наполнителя использовать инертный газ и пары ртути. Ионизация данного вещества приводит к свечению самой лампы. Энергосберегающие лампы имеют незначительное содержание ртутного вещества, поэтому особой опасности для здоровья человека в них нет. В колбе находятся электроды из вольфрама, которые покрываются смесью окислов кальция, бария и других элементов. В люминофоре содержатся щелочноземельные металлы, которые влияют на обеспечение работы ламп при облучении высокого уровня интенсивности. Именно засчет них специалистам удалось уменьшить размер колбы энергосберегающей лампы. Изогнутость формы колбы является причиной уменьшения длины лампы, поскольку создания нескольких отдельных секций. Работа ламп, как было выяснено разработчиками, возможна только при наличия работающего питания. Засчет балласта подогреваются электроды, которые поддерживают мощность лампы. Работа возможна и при перепадах напряжения, что часто являлось причиной поломки обычных ламп.

5. Преимущества энергосберегающих ламп

• Светоотдача. Основная часть электроэнергии, которая питает ЭСЛ, уходит на выработку света. У ламп накаливания большие энергетические траты на тепловое излучение (до 90%). У энергосберегающих моделей данный параметр гораздо ниже.

• Срок эксплуатации. Непрерывное горение ЭСЛ поддерживается 6-15 тыс. часов, что позволяет редко покупать и заменять изделие. Средний срок службы лампы накаливания составляет 1000 часов. Чаще всего, она выходит из строя из-за перегорания нити накала. У энергосберегающих моделей иная конструкция, которая прочнее, чем у стандартных изделий.

• Выработка тепла. Некоторые осветительные устройства не выдерживают высоких температур: плавятся провода или пластмассовые элементы патронов. Для хрупких светильников, больше всего, подойдут энергосберегающие лампочки, так как выработка тепла минимальна.

• Распределение света. Все энергосберегающие модели матовые. Это позволяет равномерно распределить освещение по комнате. Так, глаза не будут уставать после длительного времяпровождения в помещении. У ламп накаливания свет идет от вольфрамовой нити, что дает неравномерное распределение.

• Выбор. Цвет свечения зависит от типа помещения и модели светильника. Можно приобрести ЭСЛ, в зависимости от особенностей комнаты. При правильном выборе, глаза не будут уставать после длительной зрительной работы. Также, подбор цоколя не составит проблем. Благодаря популярности энергосберегающих ламп, производители изготавливают разнообразные модели.

• Экономия. Энергосберегающие изделия тратят больше электричества на освещение, а не на выработку тепла, в отличие, от ламп накаливания. Экономия будет заметна спустя месяц эксплуатации. Замена изделия проходит значительно реже. Максимальная экономия составляет 75%.

6. Недостатки энергосберегающих ламп

• Максимальный световой поток. В холодном помещении энергосберегающая лампочка достигает максимальной яркости спустя некоторое время. Период может длиться от 2 секунд до 2 минут.

• Ультрафиолет. Устройство вырабатывает ультрафиолетовые лучи, вредные для людей с кожными заболеваниями. Не рекомендуется ставить источник света ближе 30 см. При высокой мощности, увеличивается излучение ультрафиолета.

• Перепады напряжения. Невозможна эксплуатация в устройствах с регулировкой освещения. Если снижается напряжение сети, прибор самостоятельно выключается. При малой величине в 195 В, лампочка не загорится.

• Устойчивость к холоду. У энергосберегающих моделей низкая морозоустойчивость. Эксплуатация невозможна при температуре -15 градусов.

• Мерцание. Когда у изделия заканчивается срок использования, свет начинает мерцать. Если такой эффект присутствует у новой лампочки, значит, выбрана некачественная модель.

• Режим эксплуатации. ЭСЛ больше подходят для помещений, где необходимо постоянное освещение. Если свет постоянно включается и выключается, придется установить прибор другого типа.

• Стоимость. При полном переходе на энергосберегающее освещение, потребуется много денежных средств. Такие модели стоят дороже ламп накаливания. Однако высокая стоимость окупается экономией энергии.

• Опасные вещества. Внутри изделия находится ртуть и фосфор. В процессе использования, они не вредны для живых организмов. Однако, если разбить лампу, вещества вступят в реакцию с воздухом, и будут выделять опасные пары. После эксплуатации, необходима специальная утилизация. Запрещено выкидывать устаревшее изделие в мусорный контейнер или мусоропровод. Несмотря на то, что при производстве используется не чистая ртуть, а сплав «амальгам», опасность для здоровья есть. Металл не выводится организмом, а накапливается годами и происходит хроническое отравление. Это приводит к:

• нарушению работы центральной нервной системы (хроническая усталость, мигрени, тремор, вспышки агрессии, апатия, склероз);

• страдает ЖКТ (тошнота, диарея, отсутствие аппетита);

• угнетение иммунной системы (обострение хронических заболеваний, постоянные рецидивы ОРВИ, аллергия);

• при беременности тяжелый металл попадает в плод через плаценту, что может привести к нарушению развития или мертворождению.

7. Куда сдаются отслужившие изделия?

Перегоревшие лампочки должны подлежать специальной переработке на предприятиях. Там изделия подвергаются разбору на составляющие компоненты. Ядовитая часть заливается цементом и отправляется в специальные места захоронения. Отслужившие изделия могут сдаваться:

• В ЖЭКах и РЭУ.

• Магазин ИКЕА. В этих магазинах можно увидеть специальные контейнеры, куда можно выбросить экономки.

• В некоторых городах можно увидеть также специальные мусорные ведра на улице, как правило, оранжевого цвета, для сбора подобного мусора от населения.

• Промышленные компании, обслуживающие электросети или освещение. Такие фирмы сотрудничают с компаниями по утилизации ядовитых отходов, поэтому могут принимать подобные отходы.

• Фирмы-курьеры, занимающиеся сбором перегоревших экономок.

• Пункт приема отработавших батареек.

• Принять перегоревшие изделия также может штатный электрик.

8. Опыт. Проведем простой расчет и определим, сколько мы экономим электроэнергии и денежных средств.

1)Возьмем люстру, состоящую из трех ламп. Они горят постоянно в течение месяца;

2)Определим расход электроэнергии при использовании ламп накаливания:

Возьмем 3 лампы по 100 Вт

3*100 = 300 Вт

300*24 = 7200 Вт в сутки

7200*30 = 216000 Вт в месяц или

216 кВт в месяц;

3) Возьмем вместо ламп накаливания энергосберегающие лампы.

Одна лампа накаливания 100Вт соответствует одной энергосберегающей лампе 20Вт.

3*20 = 60 Вт

60*24 = 1440 Вт в сутки

1440*30 = 43200 Вт в месяц или

43 кВт в месяц;

4) Определим, сколько денежных средств мы экономим:

В месяц:

1кВт в час стоит 4,57 рублей

Лампа накаливания:

216*4,57 = 987,12 рублей в месяц

Энергосберегающая лампа:

43,2*4,57 = 197,424 рублей в месяц

Экономия: 789,696 рубля;

5) Узнаем, сколько мы экономим в год:

789,696 руб*12 месяцев = 9476,372 рублей

Вывод

Основные преимущества энергосберегающей лампы – это низкое потребление электроэнергии и большой срок службы.

Использование энергосберегающих ламп экономит денежные средства

Можно использовать энергосберегающие лампы при освещении улиц, а также в детских садах, школах.

Пользуясь преимуществами использования энергосберегающих лампочек, не следует забывать об опасности, наносимой окружающей природе, атмосфере и своему здоровью, при безответственном отношении к отходам. Правильная утилизация опасных приборов позволит сохранить экологию для наших детей.
В своем проекте я достигла поставленной цели и задач и на опыте убедилась, что энергосберегающие лампы действительно экономят средства. Но их надо правильно подобрать.

Список литературы:

1. www.bibliofond.ru

2. lampasveta.com/energosberegayushhie

3. lampaexpert.ru/vidy-i-tipy-lamp

4. lampasveta.com/nakalivaniya

14