Индивидуальный проект "Энергосбережение - разумное решение"

Филиал муниципального бюджетного общеобразовательного учреждения средней общеобразовательной школы с. Стегаловка в с.Стрелец Долгоруковского муниципального района

Исследовательская работа по физике

Тема:

«Энергосбережение – разумное решение»

Выполнил: ученик 10 «Б» класса Вдовченко Кирилл

Руководитель:

Стрельникова Тамара Николаевна.

С. Стрелец

2019 г.

Содержание:

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

ΙΙ. Основная часть

2.1. История ламп накаливания………………………………………………….4

2.2. История светодиодных ламп……………………………...………………...4

2.3. Опрос жителей села по поводу их отношения к энергосбережению…....7

2.4. Изучение литературы по теме энергосбережения………………………….7

ΙΙΙ. Практическая часть

3.1. Выяснение причин смены обычных ламп на светодиодные………………8

3.2. Расчеты, связанные с потреблением электроэнергии…………………..…8

3.3. Расчет суммарной мощности в с. Сухой Ольшанец……………………….8

3.4. Расчет суммарной мощности ламп освещения в с. Сухой Ольшанец до 2019 г……………………………………………………………………………….8

3.5. Месячные затраты на оплату электроэнергии в с. Сухой Ольшанец……..9

3.6. Расчет суммарной мощности ламп освещения и месячных затрат на оплату электроэнергии вс. Сухой Ольшанец в 2019 г………………………….9

ΙV . Заключение………………………………………………………………….10

V. Список использованных источников ……………………………………….10

Ι. Введение

Я, ученик 10-б класса Вдовченко Кирилл, выбрал тему «энергосбережение» потому, что она актуальна для всей страны, школы, моей деревни и семьи.

Для этого я поставил следующую цель: «Рассчитать количество сбереженной энергии в результате смены обычных лампочек на светодиодные в родном селе».

Чтобы достичь этой цели были поставлены следующие задачи:

1. Провести опрос среди населения по поводу их отношения к энергосбережению.

2. Изучить литературу по данному вопросу.

3. Выяснить причины смены обычных ламп на светодиодные.

Объектом исследования является: энергетические затраты села на освещение улиц.

Гипотеза проекта основана на том что, смена обычных ламп накаливания на светодиодные позволит сэкономить значительную часть бюджета села.

Обоснование актуальности темы:

Энергосбережение представляет собой комплекс мероприятий по сохранению и рациональному использованию электричества. В своем исследовании я хотел бы подробнее рассмотреть вопрос энергосбережения в области экономии  электроэнергии.  Расход электроэнергии увеличивается с каждым годом, соответственно возрастет и оплата услуг. Энергосбережение актуально не только для моей деревни, но и для страны. Это дает возможность снизить собственные затраты и уменьшить воздействие на природу.

Ι. Основная часть

1.1. История ламп накаливания.

Лампочка накаливая – предмет, знакомый всем. Электричество и искусственный свет уже давно стали для нас неотъемлемой частью действительности. Но мало кто задумывается, как появилась та самая первая и привычная Лампа накаливания — электрический вариант источника света, основная часть которого представляет собой тугоплавкий проводник, играющий роль тела накала. Проводник размещен в колбе из стекла, которая внутри бывает накаченной инертным газом или полностью лишенной воздуха. Пропуская через тугоплавкий тип проводника электрический ток, данная лампа может испускать световой поток.

Принцип функционирования базируется на том, что когда электрический ток течет по телу накала, данный элемент начинает накаливаться, нагревая вольфрамовую нить. Вследствие этого нить накала начинает испускать излучение электромагнитно-теплового типа (закон Планка). Для создания свечения температура накала должна составлять пару тысяч градусов. При снижении температуры спектр свечения будет становиться все более красным.
Все минусы, имеющиеся у лампы накаливания, кроются в температуре накала. Чем лучше нужен световой поток, тем большая температура потребуется. При этом вольфрамовая нить характеризуется пределом накала, при превышении которого этот источник света навсегда выходит из строя.
Обратите внимание! Температурный предел нагрева для ламп накаливания — 3410 °C.

1.2. История развития светодиодных ламп.

 Первое открытие, которое привело к появлению светодиодных ламп, было зафиксировано в 1907г. инженером из Англии Х.Д. Раундом. Причём, сделано это было абсолютно случайно. Раунд заметил, что вокруг детектора, с которым он работал, возникает свечение точечного контакта.
  Дальнейшее развитие светодиоды получили в 1922 г. И серьёзно подошел к этому вопросу советский радиолюбитель 18-ти летний Олег Владимирович Лосев, который после многих экспериментов достиг внушительных положительных результатов. К сожалению, этот изобретатель погиб в 1942 г. Но он успел получить четыре патента на практическое применение своих изобретений.
  На основе «эффекта Лосева» в 1951 г. Курт Леговец, при участии физика В. Шокли, произвёл исследования по эффективным материалам для создания данного источника света. Их работа стала фундаментом новой отрасли – оптоэлектроники, появившейся в 1961 г.
  Первые промышленные светодиоды в 1962 г. создал работник компании "Дженерал Электрик" Н. Холоньяк. Это были устройства с желто-зеленым и красным свечением.
В 1907 году британский инженер-экспериментатор Генри Джозеф Раунд впервые обнаружил едва заметное излучение, испускаемое карбидокремниевыми кристаллами, вследствие неизвестных в то время электронных превращений.

В 1923 году в Нижнем Новгороде, молодой российский ученый Олег Лосев также зафиксировал это свечение при проведении радиотехнических лабораторных опытов с полупроводниковыми детекторами, но интенсивность обнаруженных свечений была крайне низкой и Российское научное сообщество не придало этому событию должного значения. Через несколько лет Олег Лосев провел целенаправленные исследования этого феномена и углублялся в их изучение вплоть до своей смерти - Олег Лосев ушел из жизни в блокадном Ленинграде зимой 1942 года в возрасте 38 лет. До начала войны Олег Лосев активно публиковал результаты своих изысканий в немецкий научных изданиях, где открытый им эффект посчитали сенсационным и назвали его именем ученого - "Losev Licht". Природа этого излучения окончательно стала понятна только в 1948 после изобретения транзистора и появления теории "p-n-перехода", являющейся научной основой функционирования известных ныне полупроводников. 

В 1962 году группа ученых из Университета Иллинойса (США), которой руководил Ник Холоньяк, продемонстрировала работу первого светодиода, что стало знаковым событием и именно этот момент многие специалисты считают открытием привычного нам светодиода. В этом же году Ник Холоньяк создал первые "красные" светодиоды, которые уже можно было применять в промышленности. 

В 1972 были открыты полупроводниковые излучатели зеленого и желтого цвета. Их яркость постепенно увеличивалась и в 1990 году уже составляла 1 люмен.

Суджи Накамура - инженер малоизвестной тогда японской фирмы Nichia (Ничиа) в 1993 году получил первый синий сверхъяркий светодиод. После этого, почти моментально были созданы светодиодные RGB (Red-Green-Blue) устройства, поскольку эти три цвета (зеленый, синий, красный) в своем сочетании сделали возможным создать любой цвет, даже белый. Этот момент стал настоящим прорывом и первые светодиоды белого цвета "увидели свет" в 1996 г., что явилось сильнейшим толчком к развитию отрасли.

К 2005 году яркость светодиода достигла значения 100 лм/Вт и продолжает увеличиваться. Были сконструированы так-называемые многоцветные светодиоды, а повышение яркости и надежности всех компонентов светодиодных ламп позволило начать конкуренцию с энергосберегающими (люминесцентными) и лампами накаливания. У нас есть интересная статья на эту тему, где сравниваются разные типы ламп.

С 2008-2009 годов стартовало активное применение светодиодных источников света в бытовых светильниках и чуть позднее с ростом светоотдачи - в уличном освещении. В 2012-2013 годах из-за многократного роста объемов производства их стоимость начала снижаться, что привело к стремительному повышению интереса со стороны потребителей.

Работа по теме проекта.

1.3. Опрос жителей села по поводу их отношения к энергосбережению.

Для того чтобы узнать отношение моих односельчан к энергосбережению , я провел среди них опрос и выразил ответы ввиде диаграммы. В ходе опроса выяснилось, что 60% жителей с.Сухой Ольшанец не уделяют никакого внимания энергосбережению, 13% не часто следят за расходом энергии, 14% моих односельчан часто следят за расходом энергии и ещё 13% уделяют большое внимание энергосбережению.

1.4 . Изучение литературы по теме энергосбережения.

При изучении выбранной мною темы, я опирался на тематическую литературу, она помогла мне лучше понять как вырабатывается энергия и как её можно сэкономить. Я пользовался следующими книгами:

Хрестоматия энергосбережения. Лисиенко В.Г., Щелоков Я.М., Ладыгичев М.Г. Справочник в 2-х книгах. Книга 1. Под ред.академика АИН, проф. Докт. техн. наук В. Г. Лисиенко "Теплоэнергетик", Москва, 2002

Хрестоматия энергосбережения. Лисиенко В.Г., Щелоков Я.М., Ладыгичев М.Г.Справочник в 2-х книгах. Книга 2.Под ред.академика АИН, проф. Докт. техн. наук В.Г.Лисиенко "Теплоэнергетик", Москва, 2002

ΙΙΙ. Практическая часть

3.1. Выяснение причин смены обычных ламп на светодиодные.

В ходе моего исследования выяснилось, что светодиодные лампы имеют ряд преимуществ перед обычными лампочками накаливания. Такими признаками являются:

• энергосбережение,

• экономическая выгода,

• минимальный коэффициент пульcaции,

• шиpoкий выбop цoкoлeй,

• рaзнooбpaзный цвет cвeчeния,

• выбop цвeтoвoй тeмпepaтуpы,

• вoзмoжнocть paзличныx peгулиpoвoк – цвeтoвыx и яpкocтныx,

• сaмыe paзличныe фopмы, paзмepы.

3.2. Расчеты связанные с потреблением электроэнергии.

Чтобы узнать какое количество электроэнергии потребляет освещение улиц моего села и какую сумму за это платит сельский совет, я произвел некоторые расчеты, а данные о потреблении электроэнергии получил от главного бухгалтера.

3.3. Расчет суммарной мощности в с. Сухой Ольшанец.

Для расчета суммарной мощности в родном селе я вывел формулу: P=n*p. P- общее потребление электроэнергии

n – количество фонарей

p- потребление электроэнергии одного фонаря.

3.4. Расчет суммарной мощности ламп освещения в с. Сухой Ольшанец до 2019 г.

Чтобы увидеть разницу после смены обычных ламп на светодиодные, я решил выяснить суммарную мощности ламп освещения в с. Сухой Ольшанец до 2019 г и после. Для этого я произвел следующие расчеты:

n₁=13 суммарная мощность

n₂=10 Р=1.95 кВт + 0.7 кВт = 2.65 кВт

p₁=0.15 кВт

p₂=0.07 кВт

P₁=13*0.15=1.95 кВт

Р₂=10*0.07=0.7 кВт

В моем селе было 2 типа фонарей: 1 тип 13 шт. с лампами потребляющими 0.15кВт и 2 тип 10 шт. с лампами 0.07кВт.

3.5. Месячные затраты на оплату электроэнергии в с. Сухой Ольшанец.

Узнав сколько энергии потребляют уличные фонари и какова стоимость электроэнергии, я рассчитал месячные затраты на оплату освещения улиц в моем селе по следующей формуле: А=Р*t

t=24*30=720 ч

A=2.65 кВт*360 ч = 954 кВт*ч

Стоимость = 954 кВт*ч *7.50 р. =7155 р.

3.6. Расчет суммарной мощности ламп освещения и месячных затрат на оплату электроэнергии в с. Сухой Ольшанец в 2019 г.

После расчетов стоимости оплаты электроэнергии я посчитал количество сэкономленной электроэнергии и новую сумму оплаты по следующей формуле: P=n*p

n= 20 Суммарная мощность

P= 0.05 кВт Р=20*0,05=1 кВт

А=Р*t

t=24*30=720 ч

А= 1 кВт*360 ч = 360кВт*ч

Стоимость = 360 кВт*ч* 7,50 р. = 2700 р.

Как видно из расчетов, новая сумма оплаты почти в 3 раза меньше предыдущей.

ΙV. Заключение.

В заключении можно сказать, что я рассчитал количество сбереженной электроэнергии и финансов сэкономленных в связи со сменой обычных ламп на светодиодные, выяснил отношение односельчан к сбережению электроэнергии ,изучил литературу по данному вопросу, узнал причины смены обычных ламп на светодиодные.

V. Список использованных источников.

1. Хрестоматия энергосбережения. Лисиенко В.Г., Щелоков Я.М., Ладыгичев М.Г. Справочник в 2-х книгах. Книга 1. Под ред.академика АИН, проф. Докт. техн. наук В. Г. Лисиенко "Теплоэнергетик", Москва, 2002

2. Хрестоматия энергосбережения. Лисиенко В.Г., Щелоков Я.М., Ладыгичев М.Г.Справочник в 2-х книгах. Книга 2.Под ред.академика АИН, проф. Докт. техн. наук В.Г.Лисиенко "Теплоэнергетик", Москва, 2002

3. http://www.cbias.ru/terias/cont/books/literat.htm

1. https://lifehacker.ru

8

Рецензия на проектную работу

Ученика 10 «б» класса Вдовченко Кирилла  
филиал МБОУ СОШ с. Стегаловка в с.Стрелец Долгоруковского района Липецкой области
Подготовила 
Стрельникова Тамара Николаевна – учитель физики
Тема работы: «Энергосбережение – разумное решение»
1.Краткая характеристика работы: В данной работе основополагающий вопрос: Что такое энергосбережение и как его можно осуществлять практически? Содержание работы полностью соответствует заявленному направлению. Автор достаточно уделил внимания физической составляющей проекта. Рассмотрены физические процессы, лежащие в основе работы светодиодных ламп. Уделено внимание опросам населения, упор сделан на экологической составляющей. Однако физическая составляющая освещена только с позиций большей светоотдачи и экономии электроэнергии, что явно недостаточно.

2. Актуальность: Вопросы связанные с энергосбережением актуальны для каждого человека, так как расход электроэнергии увеличивается с каждым годом, соответственно возрастет и оплата услуг. Энергосбережение дает возможность снизить собственные затраты и уменьшить воздействие на природу.

3.Новизна и практическая значимость проекта: В работе освещены вопросы, связанные с причинами замены ламп накаливания на светодиодные. Хорошим дополнением работы является исследовательская часть, в которой представлены расчеты, позволяющие значительно сэкономить значительную часть бюджета села. Работа, представленная автором, является оригинальной, т.к. используется материал о своём селе. Однако, факты, изложенные в ней, достаточно известны, и не являются принципиально новыми.

4. Качество обзора и полнота использования источников информации: В работе выполнен обзор 2-х источников литературы и 2-х интернет-ресурсов. Обзор выполнен качественно и полно.
5. Основные результаты: При подготовке теоретической части проведена большая работа с литературой. Автор показал умение логически излагать материал на основе научных и научно-популярных текстов. В работе подробно выполнены расчёты потребляемой мощности электрического тока и экономической выгоды от смены ламп.

6. Оригинальность предполагаемых решений: В подаче материала используется интерактивные компьютерные технологии – презентация .

7. Качество выполнения текстовой и графической части работы, грамотность: Работа выполнена на персональном компьютере с использованием современного программного обеспечения. Текст работы выполнен аккуратно и грамотно.

8.Недостатком этой работы является то, что физическая составляющая освещена только с позиций большей светоотдачи и экономии электроэнергии, что явно недостаточно.

Энергосбережение – разумное решение Индивидуальный проект по физике Энергосбережение – разумное решение

Выполнил ученик 10-Б класса

МБОУ СОШ с. Стегаловка в с. Стрелец

Вдовченко Кирилл

Руководитель

Стрельникова Тамара Николаевна

Цель проекта:

• Рассчитать количество сбереженной энергии в результате смены обычных лампочек на светодиодные в родном селе.

Задачи проекта:

• Провести опрос среди населения по поводу их отношения к энергосбережению.
• Изучить литературу по данному вопросу.
• Выяснить причины смены обычных ламп на светодиодные.

Актуальность

• Расход электроэнергии увеличивается с каждым годом , соответственно возрастет и оплата услуг.
• Энергосбережение – это комплекс мероприятий, направленных на сохранение и рациональное использование электричества. Энергосбережение актуально не только для моей деревни, но и для страны. Это дает возможность снизить собственные затраты и уменьшить воздействие на природу.

Гипотеза

• Смена обычных ламп накаливания на светодиодные позволит сэкономить значительную часть бюджета села.

История развития ламп накаливания

История светодиодных ламп

• Светодиодная лампа  - это многокомпонентный прибор, при изготовлении которого не используют опасные вещества.

Причины смены обычных ламп на светодиодные

Изучение литературы

• Хрестоматия энергосбережения Лисиенко В.Г., Щелоков Я.М., Ладыгичев М.Г.  Справочник в 2-х книгах Книга 1 Под ред.академика АИН, проф. Докт. техн. наук В. Г.Лисиенко "Теплоэнергетик", Москва, 2002
•   
• Хрестоматия энергосбережения Лисиенко В.Г., Щелоков Я.М., Ладыгичев М.Г. Справочник в 2-х книгах Книга 2 Под ред.академика АИН, проф. докт. техн.наук В.Г.Лисиенко "Теплоэнергетик", Москва, 2002

Жители Сухого Ольшаница

преимущества светодиодных ламп

• энергосбережение
• экономическая выгода
• минимaльный коэффициент пульcaции
• шиpoкий выбop цoкoлeй
• бeз тяжёлыx мeтaллoв
• рaзнooбpaзный цвeт cвeчeния
• выбop цвeтoвoй тeмпepaтуpы.
• вoзмoжнocть paзличныx peгулиpoвoк – цвeтoвыx и яpкocтныx.
• мoжнo пoдoбpaть угoл pacceивaния cвeтa пoд интepьepныe ocoбeннocти
• Caмыe paзличныe фopмы, paзмepы, виды кoлб.

Расчет суммарной мощности в с. Сухой Ольшанец

Формула

P=n*p

P- общее потребление электроэнергии

n – количество фонарей

p- потребление электроэнергии одного фонаря

Расчет суммарной мощности ламп освещения в с. Сухой Ольшанец до 2019 г

P=n*p

• n 1= 13 суммарная мощность
• n 2= 10 Р=1.95 кВт + 0.7 кВт = 2.65 кВт
• p 1= 0.15 кВт
• p 2= 0.07 кВт
• P 1= 13*0.15=1.95 кВт
• Р 2= 10*0.07=0.7 кВт

Месячные затраты на оплату электроэнергии в с. Сухой Ольшанец

А=Р*t

t=24*30=720 ч

A=2.65 кВт*360 ч = 954 кВт*ч

Стоимость = 954 кВт*ч *7.50 р. =7155 р.

Расчет суммарной мощности ламп освещения и месячных затрат на оплату электроэнергии в с. Сухой Ольшанец в 2019 г

P=n*p

• n= 20 Суммарная мощность
• P= 0.05 кВт Р=20*0,05=1 кВт

А=Р*t

t=24*30=720 ч

• А= 1 кВт*360 ч = 360кВт*ч
• Стоимость = 360 кВт*ч* 7,50 р. = 2700 р.

Вывод

Рассчитал количество сбереженной электроэнергии и финансов сэкономленных в связи со сменой обычных ламп на светодиодные.

Выяснил отношение односельчан к сбережению электроэнергии .

Изучил литературу по данному вопросу.

Узнал причины смены обычных ламп на светодиодные.

Используемые источники:

• Хрестоматия энергосбережения Лисиенко В.Г., Щелоков Я.М., Ладыгичев М.Г.  Справочник в 2-х книгах Книга 1 Под ред.академика АИН, проф. Докт. техн. наук В. Г.Лисиенко "Теплоэнергетик", Москва, 2002
•   
• Хрестоматия энергосбережения Лисиенко В.Г., Щелоков Я.М., Ладыгичев М.Г. Справочник в 2-х книгах Книга 2 Под ред.академика АИН, проф. докт. техн.наук В.Г.Лисиенко "Теплоэнергетик", Москва, 2002

• http ://www.cbias.ru/terias/cont/books/literat.htm
• https://lifehacker.ru

Спасибо за внимание!