«Расчеты по энергосбережению и возможный альтернативный источник энергии

муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Средняя школа № 17 им.И.П. Склярова»

Проектная работа по теме:

«Расчеты по энергосбережению и возможный альтернативный источник энергии

в школе №17 города Арзамаса»

Работу выполнили :

ученица 9 класса

Грачева Виктория Евгеньевна

ученик 8 класса

Архипов Павел Сергеевич

МБОУ СОШ №17г. Арзамаса

Руководитель:

Учитель физики

Фомина Ольга Владимировна

Адрес:607260 Нижегородская область,

г.Арзамас, микрорайон Кирилловский

До 4, тел.: 831-47-57-2-33

Электронная почта: 17school_arzamas@mail.ru

г. Арзамас, 2016г.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение…………………………………………………………………...………………..…....3

1.Паспорт проекта………………………………………………………………..………………3

2.Актуальность проекта…………………………………………………………………………4

3.Этапы реализации проекта («Дорожная карта»)……………………………..…………..….4

Глава 1. Обзор литературы……………………………………………….........................….…5

1. Анализ современного состояния источников электроэнергии ……………………….…5

2. Анализ первого этапа проекта………………………………………………………..…….5

Глава 2. Методики исследования……………………………………………………..………..6

2.1. Методики исследования………………………………………………..………………...…6

Глава 3.Основные результаты исследования

3.1. Альтернативные возобновляемые источники энергии……………………….…..………6

3.2. Конструирование простейших ветроэлектростанций……………….........................……7

3.3 Перспективы использования…………………………………………………….………….8

3.4 Возможный путь экономии энергии №1. …..……………………..…………………….…8

3.5.Возможный путь экономии энергии №2. …………………………………..……………10

3.6.Возможный путь экономии энергии №3. ………….………………………..……………11

3.7Возможный путь экономии энергии №4. …………………………………………………12

3.8.Практические советы по энергосбережению дома………………………………….……12

Заключение…………………………………………………………………..…………..……14

Литература………………………………………………………………………………….…15

Приложение

1.Паспорт проекта

Полное название проекта	«Возможный альтернативный источник энергии в нашей школе »
Авторы проекта	Ученица 9 класса Грачева Виктория Евгеньевна, Ученик 8 классаАрхипов Павел Сергеевич, руководитель – Фомина Ольга Владимировна – учитель физики
Территория, предоставившая проект	г. Арзамас, Нижегородская область, МОУ СШ № 17 им. И.П. Склярова
Адрес организации	607220, Нижегородская область, город Арзамас, м-н Кирилловский, ул. Центральная, д. 4
Телефон	8 (83147) 5-72-33
Цель проекта	изучение возможных предложений по энергосбережению в нашей школе, предложение альтернативного источника энергии с целью ее экономии в школе
Задачи проекта	-разработать и осуществить план по энергосбережению в нашей школе. -распространить среди учащихся знаний по энергосбережению -предложить альтернативный источник энергии в школе -сформировать чувства ответственности в решении актуальной проблемы по энергосбережению в нашей школе
Направления деятельности	- образовательно-содержательное (эколого-экономическое); - трудовое; - воспитательное
Сроки проведения	сентябрь 2016 г – май 2017 г.
Место проведения	МБОУ СШ № 17
Общее количество участников	197/197
География участников	Учащиеся МБОУ СШ № 17, педагогический коллектив, родители, сотрудники школы
Краткое содержание проекта	Настоящий проект разработан для обеспечения комплексного подхода к решению проблемы по энергосбережению в нашей школе. Проект позволяет за счет вовлечения обучающихся, педагогических работников, сотрудников школы в совместную общественно значимую деятельность по энергосбережению в школе №17 решать в единстве задачи по формированию ответственности за энергосбережение, развитию творчески активной личности и по экологическому воспитанию обучающихся. В процессе реализации проекта разработаны предложения по энергосбережению и использованию альтернативного источника энергии в школе.

2.Актуальность проекта.

             Человечество потребляет огромное количество энергии. За год мы сжигаем от 9 до 20 млрд. тонн топлива. 65 % всей получаемой энергии составляют полезные ископаемые, 15% делают АЭС, 19%-ГЭС и лишь 1%  от других источников энергии. Если рассматривать перспективы традиционной энергетики, то угля хватит на 600 лет, нефти - на 90 лет, газа - на 50 лет, урана, по разным прогнозам, на 35-80 лет. А потребности в электроэнергии всё растут…[4]

Поэтому мы считаем актуальной темой возможность использование нетрадиционных источников энергии. К ним относятся ветроэнергетика, энергия океана, геотермальная энергетика, энергия Солнца и другие.

Несмотря на огромный потенциал возобновляемых источников энергии,  их использование осложняется техническим состоянием.

Человечество сейчас решает два главных вопроса. С одной стороны - быстрое увеличение численности населения, и ещё более высокие темпы роста потребностей и потребления приведут к значительному увеличению плотности населения и нагрузки на природные ресурсы, особенно не возобновляемые. Но дело не только в перенаселённости ряда регионов планеты, а, прежде всего в том, что запасы допустимых месторождении минерального сырья и топлива исчерпаются, пресной воды во многих странах не хватает, леса вырубаются, плодородные земли истощаются. Специалисты подсчитывают, на сколько лет хватает разведанных запасов нефти и газа, ряда цветных металлов. К середине 21 века перед многими странами эта проблема встанет во весь рост, и ни какими повышениями цен её не решить. Нужны принципиально новые решения, резко сокращающие потребности общества в ископаемом топливе и сырье, лесных и водных ресурсах, обрабатываемой земле. [5]

Согласно Федеральному закону от 23.11.2009 № 261 «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности», начиная с 01.01.2010 года бюджетные организации обязаны обеспечить снижение объема потребляемых топливно-энергетических ресурсов. В связи с этим все энергосберегающие мероприятия делятся на обязательные и экономически оправданные. К обязательным можно отнести такие как, установка приборов учета на все виды используемых энергетических ресурсов.[12]

В этой связи при разработке экономически оправданных мероприятий необходимо:

1. Определить техническую суть предполагаемого усовершенствования и принципы получения экономии;

2. Рассчитать потенциальную годовую экономию в физическом и денежном выражении;

3. Определить состав оборудования, необходимого для реализации рекомендации, его примерную стоимость.

4. Определить общий экономический эффект

Цель нашего проекта: изучение возможных предложений по энергосбережению в нашей школе с целью их дальнейшего применения; исследование возможностей использования альтернативных источников энергии.

Задачи:

- выяснить, насколько  возможно, использовать альтернативные источники энергии;

- разработать конкретные предложения по энергосбережению в школе.

3.Этапы реализации проекта («Дорожная карта»):

1. Подготовительный этап- сбор информации для реализации проекта.

2. Основной этап – разработка предложений по внедрению альтернативного источника энергии в школе, а также предложения по энергоэкономии и расчет возможных путей решения поставленной цели.

3. Заключительный этап- выводы и предложения.

Глава 1. Обзор литературы

1.1. Анализ современного состояния источников электроэнергии

Альтернативная энергетика основана на возобновляемых источниках энергии, которые используют «возможности» Солнца, ветра, приливов и отливов, внутреннее тепло планеты. Один из основных аргументов против использования НВИЭ - их «дороговизна». Однако приведенные в таблице данные по средней стоимости электроэнергии, полученной от различных источников энергии на электростанциях стран ЕС (В центах за кВт. ч), свидетельствуют об обратном: одной из самых дорогих оказывается энергия, полученная на АЭС. Все остальные источники (за исключением фотоэлектрических станций) значительно дешевле. (Приложение 1.Таблица№1)

Разумеется, эти усредненные показатели могут очень сильно меняться в зависимости от конкретных экономических и географических условий. (Приложение 2.Таблица №2) Однако энергия большинства НВИЭ обладает малой плотностью потоков энергии (рассеянностью или низким удельным потенциалом) и нерегулярностью поступления, зависящей от климатических условий, суточных и сезонных циклов. Поэтому для эффективного использования НВИЭ, собственно ветра, Солнца, морских волн и др., необходимо решить ряд инженерных задач по созданию экономичных и надёжных устройств и систем, воспринимающих, концентрирующих и преобразующих эти виды источников энергии в приемлемую для потребителя тепловую, механическую и электрическую энергию. Для обеспечения бесперебойного энергоснабжения за счёт НВИЭ, особенно автономных потребителей, система должна быть укомплектована аккумуляторами и преобразователями.[7]

Особенно перспективны гибридные системы, использующие одновременно два или несколько видов НВИЭ, например Солнце и ветер, взаимно дополняющих друг друга, в сочетании с аккумулятором и резервным двигателем внутреннего сгорания в качестве привода электрогенератора.

1.2.Анализ первого этапа проекта.

Первоначальными мероприятиями, рекомендованными к внедрению, являются организационные. Они являются основополагающими для пути к эффективному энергосбережению. Не осознав необходимости энергосбережения, ее проблем и значимости, не может начаться эффективная работа.

В процессе подготовительного этапа нами был разработан план мероприятий по изучению мнения учащихся по вопросу возможных мероприятий проводимых в школе с целью энергосбережения. Нами было проведено ряд мероприятий (Приложение 6):

№	Мероприятие	Социальные партнеры	Кол-во участников	класс
1	Участие во всероссийском фестивале энергосбережения «Вместе ярче»		197 человек	1-9 класс
2	Конкурс детского рисунка «Нарисуй энергосберегающий дом».		21 человек	7 класс
3	Конкурс поделок «Книжки - малышки с полезными советами по энергосбережению»		20 человек	5 класс
4	Просмотр презентации «Советы по энергосбережению в семье»		94 человек	1-4 классы
5	Познавательный КВЕСТ для учащихся 8,9 класса	Молодежное объединение «Наше время»)	31 человек	8,9 класс
6	Творческая мастерская «Построй энергосберегающий дом»		20 человек	6 класс
7	Проведение Недели энергосбережения: - общешкольная линейка; –конкурс рисунков по энергосбережению среди учащихся 5-6 классов; - конкурс презентаций среди учащихся 7-8 классов по теме «Утилизация отходов; - конкурс на лучший проект по энергосбережению ; - конкурс плакатов между учащихся 5-9 классов; -тематические классные часы 1-9; - Акция: «Энерго – час».		197 человек	1-9 классы
8	Размещение информации о Фестивале на школьном сайте

Предлагаемые к осуществлению организационные мероприятия

Результатом подготовительного этапа стал анализ предложенных детьми мероприятий по энергосбережению в школе и разработаны конкретные мероприятия, направленные на снижение объемов энергопотребления.

1.Организация работы по разработке мероприятий по экономии энергетических ресурсов

2.Беседы с учащимися, работниками учреждения по вопросам экономного расходования энергетических ресурсов

3.Организация работ по эксплуатацию светильников, их чистке, своевременному ремонту, оконных рам, оклейка окон.

Необходимо отметить, что приведенные мероприятия не требуют финансовых затрат.

По результатам изучения научной литературы, анализа результатов обследования ситуации в нашей школе, изучение энергетического паспорта школы предлагаем следующие возможные пути экономии энергии по в школе, направленные на снижение объемов энергопотребления [12], [9]

1.Установка теплоотражающих панелей за радиаторами отопления

2.Замена окон

3.Реконструкция системы освещения

4.Установка регулятора температуры.

5. Установка ветроэлектростанции.

Нами был изучен энергетический паспорт школы, и составлены возможные пути решения по энергосбережению в нашей школе. (Приложение 7)

Глава 2. Методики исследования

Основными методами исследования были:

- социологический;

- мозговой штурм, работа в группах по реализации подпроектов;

- работа с научной литературой;

- привлечение социальных партнеров к совместной деятельности;

- обобщение полученных результатов.

Глава 3.Основные результаты исследования научной литературы

3.1. Альтернативные возобновляемые источники энергии

Новейшие исследования направлены преимущественно на получение электрической энергии из энергии ветра. Стремление освоить производство ветроэнергетических машин привело к появлению на свет множества таких агрегатов. Некоторые из них достигают десятков метров в высоту, и, как полагают, со временем они могли бы образовать настоящую электрическую сеть. Малые ветроэлектрические агрегаты предназначены для снабжения электроэнергией отдельных домов.

Широкому применению ветроэлектрических агрегатов в обычных условиях пока препятствует их высокая себестоимость. Вряд ли требуется говорить, что за ветер платить не нужно, однако машины, нужные для того, чтобы запрячь его в работу, обходятся слишком дорого.

Сейчас созданы самые разнообразные прототипы ветроэлектрических генераторов (точнее, ветродвигателей с электрогенераторами). Одни из них похожи на обычную детскую вертушку, другие – на велосипедное колесо с алюминиевыми лопастями вместо спиц. Существуют агрегаты в виде карусели или же в виде мачты с системой подвешенных друг над другом круговых ветроуловителей , с горизонтальной или вертикальной осью вращения, с двумя или пятьюдесятью лопастями. (Приложение 8.Рис.1)

3.2. Конструирование простейших ветроэлектростанций

Ветряные мельницы используемые для выработки электрической энергии бывают разных размеров. Большие ветрогенераторы, которые обычно используются на ветряных фермах (электростанциях), могут вырабатывать большое количество электричества - сотни мегаватт, которым можно обеспечивать сотни домов. Небольшие ветряки, которые вырабатывают не больше 100 кВт электроэнергии, используются в частных домах, фермах, подсобных хозяйствах и т.п., служат источником дополнительной электроэнергии, способствуют уменьшению оплаты за основной источник электроэнергии.
Очень маленькие ветряки, мощность которых составляет 20-500 Вт, используются для подзарядки аккумуляторов и др. сферах, где не требуется большое количество электроэнергии.

Небольшие ветроэлектростанции будут экономически эффективны, если будут соблюдены следующие условия:

• ветер в вашем месторасположении дует стабильно и много дней в году;

• есть достаточно места для установки ветряка;

• местными властями разрешена установка ветряков;

• ваши затраты на электроэнергию высоки;

• вы готовы инвестировать деньги в ветрогенератор;

• во избежание проблем с соседями, ветряк должен находится не ближе чем 250-300м к ним.

Требования к ветру

Будет ли ваш ветряк для дома экономически целесообразным - больше всего зависит от качества ветра. В большинстве случаев, среднегодовая скорость ветра в 4.0-4.5 м/с (14.4-16.2 км/ч) является тем минимумом, чтобы ветрогенератор был экономически выгоден. Из анализа ветра на территории нашего микрорайона можно сказать, что скорость ветра составляет от 3,5 – 4,5 м/с. т.е. мы получите отдачу от ветряка.

Типы ветрогенераторов

Существует 2 основных типа ветрогенераторов: с горизонтальной осью вращения и вертикальной. Горизонтальные ветряки должны быть направлены по ветру. Для этого, в их конструкции предусмотрен так называемый"хвост". (Приложение8..Рис.2)
Вертикальные ветрогенераторы работают в любом направлении ветра, но требует больше наземного пространства, т.к. необходимо предусмотреть растяжки для устойчивости ветряка.

Основные компоненты типичной ветряной электростанции показаны на рисунке 3. Они включают в себя:

• ротор с лопастями, которые имеют аэродинамическую форму.

• редуктор или коробка передач, которые согласует скорость вращения между ротором и генератором. Маленькие ветряки (до 10 кВт) обычно не имеют редуктора.

• защитный кожух, который защищает от внешних воздействий редуктор, генератор, электронику и другие компоненты ветрогенератора.

• хвост ветряка - необходим для его поворота по ветру.

Для ветрогенераторов с горизонтальной осью вращения необходима мачта (вертикальные ветряки обычно устанавливаются прямо на земле).

Энергия ветра пропорциональна скорости ветра в третей степени (в кубе). Т.о. если скорость ветра удвоилась, то энергия ветра возрастет в 8 раз (2х2х2=8) (Приложение 8.Рисунок 4). Скорость ветра увеличивается с высотой, т.е. увеличивая высоту мачты можно сильно увеличить энергоэффективность ветряка.

Рекомендуемая высота установки 24-37 метров. Устанавливать ветряк на меньшей высоте - то же самое, что расположить солнечные батареи в тени.

Обязательно заземлите мачту и предусмотрите молниеотвод.

Также могут понадобиться другие компоненты ветроэлектростанции. Аккумуляторы - смогут накапливать излишки электроэнергии от ветряка. Но, поскольку аккумуляторы используют постоянный ток, то для преобразования его в переменный необходим инвертор.(Приложение 8.Рис.5)

Большой плюс ветрогенератора в том, что однажды купив его, вам больше практически ни за что не прийдется платить, кроме планового техобслуживания.

Более правильным является сравнение ветрогенераторов по площади и размеру лопастей. Чем больше площадь, тем больше энергии может вырабатывать ветряк. При удвоении площади солнечных батарей - мощность увеличивается вдвое. Также и в ветрогенераторе - при увеличении площади лопастей возрастает выходная мощность.Площадь лопастей ветряка, то вы можете сравнивать по диаметру ротора. Незначительное увеличение диаметра ротора ведет к значительному увеличению отдаваемой электроэнергии от ветрогенератора (Приложение 8.Рис. 6). Значения указанные на рисунке являются ориентировочными и на них опираться не следует, т.к. генерируемая мощность ветряка зависит от множества других факторов.

3.3 Перспективы использования

Исходя из вышесказанного следует, что использование электроэнергии от ветрогенератора в условиях нашей местности, в микрорайоне Кирилловский, возможно и будет иметь свою выгоду, в частности:

Во первых: местность имеет возвышенность (Школа находиться на горе)

Во вторых: на данной местности почти постоянно дует ветер (в народе говорят , что школа стоит на семи ветрах)

В третьих: с учетом постоянного повышения платы за энергию, средства ,затраченные на установку данного ветрогенератора скоро окупятся

В четвертых: будет обеспечении бесперебойная подача энергии, что актуально для нашего микрорайона

И наконец: экологическая составляющая не маловажный фактор данного источника электроэнергии.

Кроме введения в эксплуатацию ветрогенератора, нами предлагаются и другие пути экономии энергии:

3.4.Возможный путь экономии энергии №1.Установка теплоотражающих панелей за радиаторами отопления.

Цель: снижение потребления тепловой энергии на отопление здания за счет снижения тепловых потерь через ограждающие конструкции здания.

Описание проекта:

В подавляющем большинстве случаев отопительные приборы установлены у наружных стен. При этом температура внутренней поверхности стен за приборами значительно выше, чем в остальной части, что является причиной увеличения тепловых потерь. В случае установки отопительных приборов в нише стена за приборами тоньше, и ее сопротивление теплопередаче меньше сопротивления полной стены. Это еще больше увеличивает тепловые потери.[3]

Виды батарей отопления в зависимости от материала

Конечно, при выборе приборов отопления на первом месте все-таки остается именно эффективность радиаторов. Чтобы понять, какие батареи будут лучше, нужно изучить особенности разных видов. Самое первое разделение радиаторов основывается на материале изготовления батарей. Так, современные радиаторы отопления могут быть чугунными, стальными, алюминиевыми, биметаллическими, медными, пластиковыми, а также включать различные сплавы.[2]

Чугунные батареи – можно сказать, что это своего рода советские батареи отопления. Такие радиаторы в свое время были просто на пике популярности. Несмотря на разнообразие батарей в современности, мы все же до сих пор используем радиаторы из чугуна. Что касается минусов чугунных батарей, то здесь все основывается на материале чугуне. В первую очередь, чугун имеет низкий уровень теплопроводности. И чтобы радиатор нагрелся до 45 градусов, температура воды или другого теплоносителя должна быть около 70 градусов. А это – вызовет большие затраты на топливо.

Современная чугунная батарея: Хоть чугунные газовые батареи отопления и имеют достаточно большой срок работы, все же они не вечные. Обычно от чугунных радиаторов отпугивает их внешний вид – в современные комнаты их очень трудно вписать. Единственным, но очень существенным преимуществом радиаторов из чугуна является то, что они не требовательны к носителю тепла. Так, технические характеристики радиаторов отопления радиаторов из чугуна позволяют использовать в них воду любого качества – хоть ржавую, хоть с множеством бактерий.[8]

Следующие разновидности радиаторов отопления – это алюминиевые. Что касается внешнего вида, то такие батареи намного лучше чугунных. Помимо этого, модельный ряд батарей постоянно пополняется новыми образцами. Отличное преимущество радиаторов из алюминия – это высокая теплопроводность. Но стоит отметить, что такие радиаторы для индивидуального отопления являются очень чувствительными к качеству носителя тепла. Если вода будет хоть немного грязной, они тут же выйдут из строя. Именно поэтому стоит заранее хорошо очистить теплоноситель – поставить разнообразные фильтры и приспособления. А это – дополнительные затраты. Также алюминий не подойдет для промышленных помещений, где наблюдается высокое давление горячей воды – такие виды батарей отопления просто-напросто порвет на части.

Еще одним материалом изготовления радиаторов отопления является сталь. Стальные батареи могут быть трубчатыми и панельными. Панельные варианты относятся к категории бюджетных, но они имеют высокую теплоотдачу. Панельные модели довольно неприхотливые, поэтому они широко используются не только в домах, но и в офисах, и на производствах. Трубчатые стальные батареи – это отопительные приборы разряда премиум. Такие характеристики достались этим моделям не только благодаря отличным техническим параметрам – высокому уровню теплоотдачи и большому сроку работы (около 25 лет). Помимо всего этого, такие батареи имеют отличный внешний вид. Стальные батареи не только обогреют помещения, но и способны украсить их. Стоит отметить особенно радиатор парового отопления, сделанный из нержавейки – из всех стальных трубных батарей они самые эффективные.

Биметаллические типы радиаторов отопления – это отличный вариант. У них высокая теплоотдача за счет того, что в конструкции присутствует алюминий. Также такие батареи являются очень прочными, а их срок эксплуатации также большой – из-за того, что устройства комплектуются металлическими трубами. Но единственным недостатком биметаллических батарей является их высокая стоимость.

Еще одним вариантом могут быть медные радиаторы отопления. Такие батареи – самые стойкие к агрессивным средам. Эти радиаторы почти не изнашиваются, однако это очень дорогое удовольствие. На сегодняшний день медные батареи отопления применяются в тех системах отопления, где теплоноситель – и вода, и антифриз. Ставят их и для централизованного, и для автономного отопления. Медные радиаторы нивелируют сопротивление теплоносителя. Также они максимально рассеивают тепло и увеличивают эффективность прибора отопления. Конструкция медных батарей более надежна, они практически не подвергаются коррозионным процессам и гидроударам.Помимо названных вариантов, существуют также пластиковые радиаторы отопления. Если вы хотите сэкономить – то этот вариант вам подойдет. Однако здесь следует быть уверенным в том, что температура вашего отопления не будет выше 80 градусов по Цельсию. Такие низкотемпературные радиаторы отопления – достаточно простые в установке и работе, они стойкие к износу, обладают малым весом, недорогие.

Переустановка батарей достаточно дорогое мероприятие, хотя оно одно из самых эффективных способов энергосбережения. Мы предлагаем более экономичный способ: предлагаем установить за радиаторами отопления теплоотражающие панели. Это позволит снизить поток тепла через стены. Панели обладают теплоизолирующими, теплоотражающими свойствами.[11]

Для оснащения всех радиаторов тепловой изоляцией необходимо затратить 120 квадратных метров теплоотражающего материала. Стоимость материала 100 рублей за квадратный метр.

Мы рассчитали: капитальные затраты мероприятия, равные затратам на материалы (Приложение 4)

3.5.Возможный путь экономии энергии №2 Замена остекления в здании школы

Цель: снижение потребления тепловой энергии на отопление школы за счет снижения тепловых потерь через оконные переплеты здания.

В настоящее время в школе установлены деревянные оконные рамы, которые физически устарели. Между рамами имеются большие щели, также щели имеются между рамой и стеклом. За счет этого дополнительные потери энергии. Величина тепловой потери зависит от площади и теплового сопротивления поверхностей.

Предполагается заменить старое физически устарелое остекление на современные окна из ПВХ.

Современные окна в основе своей могут иметь профиль из самого различного материала, отличающегося по своим характеристикам. Профиль может быть пластиковым, деревянным или алюминиевым. Кроме того окна могут различаться формой, функциями стеклопакета, видами открывания створок.

1)Пластиковый профиль. Наиболее популярный вариант – пластиковые окна. Они – герметичны, долговечны, практичны, просты в уходе и превосходно смотрятся. Профиль не обязательно должен быть белым – посредством ламинации ему можно придать любой цвет и оттенок, но самыми востребованными сегодня являются профили, ламинированные поддерево.
2) Алюминиевый профиль Окна из алюминиевого профиля используются преимущественно для холодного остекления балконов, лоджий, террас и веранд. Алюминий легкий, прочный, сравнительно недорогой, эстетичный, однако плохо держит тепло. «Теплый» алюминий – дорогое удовольствие и не каждому по карману.
3) Деревянный профиль. Деревянные профили для современных окон изготавливаются из лиственницы, дуба или сосны. Сосна – материал сравнительно доступный по стоимости, однако склонный к образованию вмятин. Дуб и лиственница – более дорогие, однако они прочнее и долговечнее сосновых.[12]

По стоимости качественные деревянные окна намного дороже пластиковых аналогов.
Согласно нашим расчетам, после внедрения мероприятия тепловые потери через остекление сократятся на 23%. (Приложение 4)

3.6.Возможный путь экономии энергии №3 Реконструкция системы освещения.

Цель: повышение эффективности системы освещения. Снижение потребления электроэнергии.

Источниками света в школе в основном составляют люминесцентные лампы дневного накаливания. В настоящее время существует большое множество других видов ламп:

Лампа накаливания. Это классический вариант электрической лампы. Применяется она практически везде, как в быту, так на различных специализированных объектах. Этот вид лампы делится на два подвида. К одному относится обычные лампы накаливания, которые ещё называют лампами Ильича, а ко второму виду относятся галогеновые лампочки. Основной принцип действия у ламп накаливания заключается в нагревании нити накала, которая при определённой температуре начинает выдавать светло-жёлтый свет. Она проста в изготовлении, у неё низкая цена, поэтому и имеет широкое применение и большую популярность среди обычного населения.

Галогеновые ламочки. Их отличие от обычных ламп накаливания заключается лишь в том, что они внутри своей стеклянной колбы содержат специальные галогеновые газы, позволяющие пропускать через нить накала большую силу тока, что позволяет получать более яркий белый свет и длительный срок службы. Этот вид ламп (галогеновые) широко используются в автомобильных фарах, рампах, прожекторах, при -видео и -фото съемке, при сушке и экспонировании материалов. Галогенки с малой температурой своего тела являются источниками инфракрасного излучения, что позволяет их использовать как нагревательный элемент.

Светодиодная лампа. Этот вид ламп является наиболее перспективным в своём развитии. Они уже сейчас имеют высокие технические характеристики при незначительных своих недостатках, которые со временем должны вовсе исчезнуть. Их применяют как местный источник искусственного освещения. Поскольку они имеют ограничения по своей мощности, то для более объёмных площадей освещения они пока малопригодны, хотя некоторые их разновидности все же ставят на уличное освещение. Главным их недостатком является высокая цена, но она вполне оправдана и компенсируется очень высоким сроком службы данного вида ламп.

Люминесцентная лампа - лампа дневного света . Данный виды ламп относятся к типу газоразрядных. В обычном, классическом варианте эти лампы представляют собой следующее — длинная стеклянная колба имеет по бокам нити накала с двумя контактными выводами, сама же колба заполнена парами ртути, внутренняя поверхность колбы покрыта специальным напылением из люминофора. К лампе подключаются дроссель и стартёр. После включения светится светом, близким к дневному. Используется она обычно как местное и общее освещение на производственных объектах, реже в быту (поскольку имеет свои недостатки — мерцание и шум от ПРА).

Энергосберегающая лампа – экономная. Это компактная, усовершенствованная люминесцентная лампа, которая уменьшена в своих объёмах до размера обычной лампы. Она имеет повышенную светоотдачу, благодаря чему светит в 5 раз ярче лампочки накаливания. Также имеет несколько цветовых оттенков. На данный момент этот вид ламп считается более приемлемый в своём использовании, чем старые лампочки, хотя имеют и свои значимые недостатки (содержание вредных веществ, которые при повреждении стеклянной колбы высвобождаются наружу). Используются в основном как местное освещение, реже как общее. Рассчитаны на работу в благоприятных комнатных условиях.

Ртутная газоразрядная лампа, лампа ДРЛРтутная газоразрядная лампа. Эти виды ламп имеют несколько вариантов исполнения, но основным общим моментом является то, что они работают именно за счёт паров ртути и при условии прохождения электрического разряда в газе. Широко известный и применяемый вид такой лампы — это ДРЛ (дуговая ртутная лампа), которая обычно используется для освещения открытых территорий, сельскохозяйственных, производственных, складских объектов и помещений. Имеет хорошую светоотдачу. В зависимости от рабочего давления внутри горелки и добавления в неё различных газов этот вид ламп может иметь некоторые разновидности со своими особенностями.

Неоновая лампа. Данные виды ламп в большей степени служат в роли декоративного освещения. Думаю, Вы не раз видели красивые, светящиеся разными цветами вывески, различные светящиеся надписи, мигающие световые фигуры и так далее. Это всё работа неоновых ламп. Они специфичны тем, что в зависимости от закаченного газа внутрь стеклянной трубки или иной формы могут излучать разноцветное свечение. Принцип действия основан на газовом разряде, который и испускает свет различных цветов небольшой интенсивности. Неонки могут иметь вид и обычных лампочек, которые широко используются для индикации. Они долговечны, потребляют мало электроэнергии.

Ксеноновая лампа. Этот вид электрических ламп относится к типу дуговых. Их работа основана на мощном излучении яркого света, который образуется в результате прохождения электрического разряда внутри определённой среды. Ксеноновая дуговая лампа имеет два вольфрамовых электрода, помещённые в специальную стеклянную колбу, внутрь которой закачен газ ксенон. После подачи напряжения на эти электроды возникает между ними разряди и дуга. Она то и излучает свет. Поскольку эти виды ламп имеют хорошую цветопередачу, то обычно они используются в проекторах и в сценическом освещении, различных оптических приборах, в автомобильных фарах и тому подобное. [9]

Реконструкция системы освещения предполагает замену существующей системы освещения, состоящей из низкоэффективных светильников, на энергоэффективную систему, состоящую из светильников с металлогалогенными лампами. Лампы имеют стабильную цветовую температуру и отличную цветопередачу, излучают яркий однородный цвет на протяжении всего срока службы. Применение данных светильников позволит снизить установленную мощность системы освещения, сократить потребление электроэнергии и увеличить освещенность. Капитальные затраты составят 64 тыс.руб. годовая экономия 1,7 тыс. руб. срок окупаемости 10 лет. [1] (Приложение 5)

3.7.Возможный путь экономии энергии №4 Установка регуляторов температуры.

Данное мероприятие приведет к экономии 50-55% тепловой энергии, требуемой на приточные установки. При этом значение среднего расхода тепловой энергии на установках за отопительный период снижается до 700 Гкал.[8]

3.8.Практические советы по энергосбережению дома.

Проанализировав литературу, исходя из собственного опыта, нами предлагаются мероприятия, которые помогут Вам, сэкономить энергозатраты в вашей жизни.

1.Заделка щелей в оконных рамах и дверных проемах. Для этого используются монтажные пены, саморасширяющиеся герметизирующие ленты, силиконовые и акриловые герметики и т.д. Результат - повышение температуры воздуха в помещении на 1-2 градуса.

2.Уплотнение притвора окон и дверей. Используются различные самоклеющиеся уплотнители и прокладки. Уплотнение окон производится не только по периметру, но и между рамами.Результат - повышение температуры внутри помещения на 1-3 градуса.

3.Установка новых пластиковых или деревянных окон с многокамерными стеклопакетами. Лучше если стекла будут с теплоотражающей пленкой, и в конструкции окна будут предусмотрены проветриватели. Тогда температура в помещении будет более стабильной и зимой и летом, воздух будет свежим и не будет необходимости периодически открывать окно, выбрасывая большой объем теплового воздуха. Результат - повышение температуры в помещении на 2-5 градусов и снижение уровня уличного шума.

4.Установка второй двери на входе в квартиру (дом). Результат - повышение температуры в помещении на 1-2 градуса, снижение уровня внешнего шума и загазованности.

5.Установка теплоотражающего экрана (или алюминиевой фольги) на стену за радиатор отопления. Результат - повышение температуры в помещении на 1 градус. Старайтесь не закрывать радиаторы плотными шторами, экранами, мебелью - тепло будет эффективнее распределяться в помещении.

6.Закрывайте шторы на ночь. Это помогает сохранить тепло в доме.

7.Замените чугунные радиаторы на алюминиевые. Теплоотдача этих радиаторов на 40-50% выше. Если радиаторы установлены с учетом удобного съема, имеется возможность регулярно их промывать, что так же способствует повышению теплоотдачи.

8.Остекление балкона или лоджии эквивалентно установке дополнительного окна. Это создает тепловой буфер с промежуточной температурой на 10 градусов выше, чем на улице в сильный мороз.Не редкость, когда есть проблема не с недостатком тепла, а с его избытком. В связи с этим планируется начиная с 2012 года приступить к установке поквартирных теплосчетчиков. Это вынудит жителей регулировать температуру не форточкой, а вентилями-термостатами, установленными на радиаторы.

9.Замените обычные лампы накаливания на энергосберегающие люминисцентные. Срок их службы в 6 раз больше лампы накаливания, потребление ниже в 5 раз. За время эксплуатации лампочка окупает себя 8-10 раз. Применяйте местные светильники когда нет необходимости в общем освещении. Возьмите за правило выходя из комнаты гасить свет.

10.Отключайте устройства, длительное время находящиеся в режиме ожидания. Телевизоры, видеомагнитофоны, музыкальные центры в режиме ожидания потребляют энергию от 3 до 10 Вт. В течение года 4 таких устройства, оставленные в розетках зарядные устройства дадут дополнительный расход энергии 300-400 КВт*час. Применяйте технику класса энергоэффективности не ниже А. Дополнительный расход энергии на бытовые устройства устаревших конструкций составляет примерно 50%. Такая бытовая техника окупится не сразу, но с учетом роста цен на энергоносители влияние экономии будет все больше. Кроме того, такая теника, как правило, современнее и лучше по характеристикам. Не устанавливайте холодильник рядом с газовой плитой или радиатором отопления. Это увеличивает расход энергии холодильником на 20-30%. Уплотнитель холодильника должен быть чистым и плотно прилегать к корпусу и дверце. Даже небольшая щель в уплотнении увеличивает расход энергии на 20-30%. Охлаждайте до комнатной темпетатуры продукты перед их помещением в холодильник. Не забывайте чаще размораживать холодильник.

11. Не закрывайте радиатор холодильника, оставляйте зазор между стеной помещения и задней стенкой холодильника, чтобы она могла свободно охлаждаться. Если у Вас на кухне электрическая плита, следите за тем, что бы ее конфорки не были деформированы и плотно прилегали к днищу нагреваемой посуды. Это исключит излишний расход тепла и электроэнергии. Не включайте плиту заранее и выключайте плиту несколько раньше, чем необходимо для полного приготовления блюда.

12. Кипятите в электрическом чайнике столько воды, сколько хотите использовать.

13. Применяйте светлые тона при оформлении стен квартиры. Светлые стены, светлые шторы, чистые окна, разумное количество цветов сокращают затраты на освещение на 10-15%.

14. Записывайте показания электросчетчиков и анализируйте, каким образом можно сократить потребление.

15. В некоторых домах компьютер держат включенным постоянно. Выключайте его или переводите в спящий режим, если нет необходимости в его постоянной работе. При непрерывной круглосуточной работе компьютер потребляет в месяц 70-120 кВт*ч в месяц. Если непрерывная работа нужна, то эффективнее для таких целей использовать ноутбук или компьютер с пониженным энергопотреблением (процессоры семейства Atom).

В целом вполне реально сократить потребление электроэнергии на 40-50% без снижения качества жизни и ущерба для привычек.

Заключение.

Были предприняты глобальные оценки энергопотребления землян в следующем тысячелетии. Большинство экспертов предполагают, что численность населения Земли и потребление энергии должны стабилизироваться на каком-то одном уровне и что произойдет это в середине или конце XXI века. Очевидно, при этом учитывались результаты существующих прогнозов по истощению к середине – концу следующего столетия запасов нефти, природного газа и других традиционных энергоресурсов, а также сокращение потребления угля, из-за вредных выбросов в атмосферу, а также употребления ядерного топлива, которого при условии интенсивного развития реакторов - размножителей хватит не менее чем на 1000 лет (из-за трудностей с удалением радиоактивных отходов и захоронением отработавших агрегатов АЭС).

Сам факт проведения исследования по энергоучету говорит о том, что мы имеем огромное желание снизить энергетическую составляющую в общих затратах школы и оптимизировать потребление энергоресурсов.

В результате проекта нами предложено 8 конкретных мероприятий, как организационных, так и технических, а также предложены советы для энергосбережения в вашем доме.

Нами было установлено, что затраты на энергоносители распределяются следующим образом: электроэнергия-14%, тепловая энергия- 83%. Для значительного сокращения материальных затрат необходимо уделить особое внимание вопросам рационального использования тепловой энергии, а также оценить потенциал энергосбережения и разработать рекомендации по снижению расходов электроэнергии. В заключение можно сделать вывод, что альтернативные формы использования энергии неисчислимы при условии, что нужно разработать для этого эффективные и экономичные методы. Главное – проводить развитие энергетики в правильном направлении.

Литература:

1. ГОСТ13109-97. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. М.: Издательство стандартов, 1998

2. ГОСТ 26629-85. Метод тепловизового контроля качества теплоизоляции отражающих конструкций

3. МДС 13-20.2004 Комплексная методика по обследованию и энергоаудиту ренонсируемых зданий.

4. Пицунова О.Н, Пинчук А.А. Альтернативная энергетика сегодня, ЦСЭИ, Саратов,2006

5. Подгорный И. Альтернативные источники энергии (по материалам мировых информационных изданий). Сетевой проект «Остров Крым в Океане Всемирной паутины». Темеев А. Поплавковые волновые электростанции - перспективная основа альтернативной энергетики. (ТОО) Компания «Прикладные технологии».

6. Справочная книга по светотехнике /Под редакцией Ю.Б.Айзенберга. 2-е издание.М.:Энергоатомиздат, 1995

7. Технология освоения нетрадиционных возобновляемых источников энергии (солнца, ветра, биомассы и др.), а также вторичных энергоресурсов. 2008 РИНКЦЭ

8. Эксплуатация тепловых пунктов систем теплоснабжения. М., Стройиздат, 1985

9. Энергетический паспорт школы

10. Энергосбережение в учреждениях РАН/Под ред Фортона В.Е. М.: МЭИ, 2001

11. Энергосбережение в системе образования / Под ред Балыхина Г.М.М.:МЭИ, 2000

12. Энергосбережение – теория и практика. Часть 1 2 ./ Под ред. Фортова В.Е.М.: МЭИ, 2002

13.Л.С.Юдасин «Энергетика: проблемы и надежды». М., Просвещение,2005

1. Интернет - сайты (ресурсы).

Приложение 1

  Таблица №1

Электростанции на органическом и              ядерном топливе, цент/кВт ч	Электростанции на возобновляемых источниках энергии, цент/кВт ч
Станции на газе - 6,4 цент/кВт ч	Гидроэлектростанции - 4,1 цент/кВт ч
	Геотермальные электростанции -7,3 цент/кВт ч
Станции на угле - 5,2 цент/кВт ч	Ветроэлектростанции - 6,5 цент/кВт ч
	Геотермальные станции - 6,0 цент/кВт ч
Атомные электростанции – 12 цент/кВт ч	Станции на отходах деревообработки -6,4 цент/кВт ч
	Солнечные фотоэлектрические станции-28 цент/кВт ч

Приложение 2

Таблица №2

Ресурсы	Валовый потенциал млн.т. у. т./год	Технический потенциал, млн.т. у, т./год	Экономический потенциал, млн.т.у. т./год
Малая гидроэнергетика	360	125	65
Геотермальная энергия	*	*	115**
Энергия биомассы	10*103	53	35
Энергия ветра	26*103	2000	10
Солнечная энергия	2,3*106	2300	12,5
Итого по НВИЭ	2,6*106	4583	270

Приложение 3

Затратам на материалы составят: 120х100=12 тыс. руб.

При расчете теплопотребления (данные предоставленные бухгалтерией по расчету –нормативных данных) в соответствии с СНиП (4)

Q=902,88х0,02=18,1Гкал/год

При этом экономия финансовых средств стоимости 1 Гкал=1327,52 руб.

Срок окупаемости мероприятия 12/24=0,5 года.

Мероприятие	Затраты тыс.руб	Годовая экономия		Срок окупаемости, лет
		Гкал.	Тыс.руб
Установка теплоотражающих панелей за радиаторами отопления.	12	18,1	24	0,5

Приложение 4

Нами рассчитано, что площадь остекления школы составляет: 714,5 квадратных метров, потери старых окнах составляют 275,2 Гкал/год (данные бухгалтерии школы), потери после реконструкции 211,9 Гкал/год. Экономия составит 63,3 Гкал/год.

При расчете затрат по замене окон с учетом установки 5,8 тыс.руб/квадратный метр. Величина экономии в денежном выражении рассчитывалась исходя из тарифа на тепловую в размере 1327,52 руб/Гкал с учетом НДС: затраты-4144,1 тыс.руб. годовая экономия 84,03 тыс.руб, срок окупаемости – 10 лет.(5)

Мероприятие	Затраты тыс.руб	Годовая экономия		Срок окупаемости, лет
		Гкал.	Тыс.руб
Замена остекления в здании школы	4144,1	63,3	84,03	10

Приложение 5

Мероприятие	Затраты тыс.руб	Годовая экономия		Срок окупаемости, лет
		Гкал.	Тыс.руб
Реконструкция системы освещения	64	1,0408	1,7	10

Приложение 6

Победители конкурса «Книжки - малышки с полезными советами по энергосбережению»

Выставка рисунков«Нарисуй энергосберегающий дом».

Познавательный КВЕСТ для учащихся 8,9 класса проведенное совместно с молодежным объединением «Наше время»

Конкурс плакатов

Приложение 7

Документы из энергетического паспорта школы №17:

Приложение 8

Рис.1

Место для размещения ветрогенератора

Рис.2

Компоненты ветроэлектростанции

Рис.3

Рис.4

Рис.5

Рис.6

27