Исследовательская работа "Энеогосбережение - дело каждого"

Муниципальное общеобразовательное учреждение

«Ветютневская средняя школа»

(МОУ «Ветютневская СШ»)

Фроловского муниципального района Волгоградской области

Исследовательская работа

Энергосбережение – дело каждого

х. Ветютнев 2017

Содержание

Введение

        Большое значение в предотвращении экологической катастрофы играет проблема экономии энергетических ресурсов. Рациональное использование энергии – одна из важнейших проблем человечества. Экономика современных развитых стран основана на использовании энергетических ресурсов, запасы которых истощаются и не возобновляются. Кроме того надо учитывать, что производство электроэнергии оказывает неблагоприятное воздействие на окружающую среду.

Еще в 1992 г. на конференции Организации Объединенных Наций (ООН) по окружающей среде и развитию, представителями из 197 стран мира была принята “Программа устойчивого развития”. Основная идея программы состоит в том, что на всех уровнях современного общества — межгосударственном, государственном, местном, индивидуальном — должны быть приняты срочные меры по предотвращению всемирной экологической катастрофы.

Многие государства начали проводить меры по экономии электроэнергии.

23 ноября 2009 года президент России подписал Федеральный закон «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации».

На мой взгляд, задуматься об экономии электроэнергии необходимо уже на школьной скамье. На уроках физики мы узнали об источниках освещения, способах получения электроэнергии.

        Я решил на примере своей семьи провести исследование по экономии потребления электроэнергии в быту.

Актуальность: Каждая отдельная семья потребляет энергию и таким образом оказывает определенное воздействие на окружающую среду.  Она как бы подключена к единой системе жизнеобеспечения.  Если каждый человек будет экономить электроэнергию, газ, тепло, воду, то тем самым будет способствовать предотвращению всемирной экологической катастрофы.

Гипотеза:  каждый человек, рационально используя электроэнергию, может внести свой посильный вклад в энергосбережение, а следовательно в сохранение нашей планеты.

Цель исследования:

• Проанализировать способы экономии электроэнергии.

• Научиться разумно использовать электроэнергию в быту с максимальной пользой и минимальными затратами  

Задачи:

1. Изучить, используя различные источники информации, историю

применения электроэнергии для улучшения условий жизни человека.

1. Проанализировать расход электроэнергии в моей семье.

3. Сформулировать основные принципы экономии электроэнергии.

4. Подготовить предложения по экономии электроэнергии в быту.

Объект, предмет исследования: расход электроэнергии, потребляемой

моей семьей.

Методы исследования:

1. Анализ научной литературы.

2. Энергоаудит.

3. Эксперимент

4. Анализ полученных данных.

5. Сравнение результатов

Практическая направленность работы: рассчитать энергетические затраты, выявить энергетически выгодные приборы.

Этапы работы.

1 этап – изучение литературы по выбранной теме

2 этап – сбор информации

3 этап – эксперимент

4 этап – обработка данных;

5 этап – расчет энергетических затрат по полученным данным;

6 этап – анализ полученных результатов;

7 этап – практическое применения исследования.

1. Основная часть

1. Зачем экономить электроэнергию

С каждым годом производство топлива и энергии все дороже обходится человеку. Бессмысленное расточительство энергии и, в частности, электроэнергии, неумелое пользование энергетическими устройствами не только бьет по карману, но и оказывает вредное воздействие на окружающую среду. Как тепловые, так и атомные электростанции наносят вред окружающей среде. Теплоэлектростанции используют уголь, газ или нефть, сжигая невозобновляемые запасы полезных ископаемых, и выбрасывая углекислый газ в атмосферу. Проблема использования атомных электростанций заключается в радиоактивных отходах, которые еще не научились перерабатывать так, чтобы сделать их абсолютно безопасными. Строительство гидроэлектростанций приводит к затоплению ценных сельскохозяйственных земель, разрушению существующих экосистем, изменению климата.

Современное человечество уже не мыслит себя без использования электроэнергии, но если каждый из нас будет экономить электроэнергию, внедряя энергосберегающие технологии или вовремя выключая свет, значительно снизится необходимая мощность электрических станций и экологическая нагрузка на планету уменьшится.

1. Как экономить электроэнергию

По статистике до 40% вырабатываемой в Европе энергии используют частные дома. Затраты энергии в жизненном цикле дома от возведения до сноса распределяются следующим образом: 1% приходится на строительство, 14% – на материалы, 85% – на стоимость энергии, затраченной на отопление и эксплуатацию дома. Как можно уменьшить последнюю цифру? Возможностей много. Некоторые решения – очень простые, их можно использовать сразу; другие требуют значительных затрат, специальных технических и инженерных знаний, профессионализма проектировщика, а также тщательной работы монтажных бригад. Жители Западной Европы большие надежды возлагают на энергосберегающие дома и энергию из возобновляемых источников, которую можно получить от ветра, солнца. Активно внедряются разработки использования солнечной энергии для получения электрической энергии или для подогрева воды, преобразовывания энергии ветра в электричество (ветрогенераторы).

К сожалению, проекты энергосберегающих домов на сегодняшний день существуют только для более мягкого, чем у нас климата. И к тому же стоят очень дорого.

Что же можем мы сделать для экономии электроэнергии без ухудшения качества жизни?

Вот примеры простых решений: 

1. В состоянии ожидания (stand by) домашние электроприборы используют довольно много энергии. Ее можно сэкономить, выключив их из розетки.

2. Много электроэнергии тратится на подогрев воды в стиральной машине. Поэтому при стирке следует использовать стиральные порошки, не требующие высокотемпературного режима и выбирать оптимальную систему режима стирки.

3. Экономию принесет замена старых электроприборов новыми, энергосберегающим, категории A.

Существуют 7 определенных классов энергоэффективности: A, B, C, D, E, F, G. Тот или иной класс присваивается технике в зависимости от кВт, потребляемых ею. Соответственно, каждая буква изображается на определенном фоне. 
Так, буква А на ярко-зеленом фоне извещает о высоком показателе энергоэффективности техники. Дальнейшая буквенная маркировка В…G наносится на паспорт или корпус электроприбора с более низким классом энергоэффективности. (Хотя на сегодняшний день существует еще три класса: А+, А++, А+++, которые обозначают максимальную энергоэффективность). 

Класс энергоэффективности определяется для каждого прибора индивидуально на основе определенных параметров. 
Для стиральной машины, например, показатель энергоэффективности рассчитан как соотношение потребляемой в 1 час мощности, к максимальному весу загрузки. К примеру, для стиральной машины класса А такое значение должно находиться в интервале 0,17 – 0,19, для класса В в интервале 0,19 – 0,23 и т.д.. На машинке может быть указано несколько букв – это классы энергосбережения стирки и отжима. Сразу же становится понятным, что в зависимости от загрузки барабана, количества потребляемой воды, скорости отжима и вращения центрифуги, зависит, в первую очередь, и объем энергопотребления, а также качество стирки. 
Класс энергетической эффективности холодильника определяют на основе соответствующего Индекса (I), методика расчета которого, учитывает все эксплуатационные особенности техники. Кстати, холодильнику может быть присвоен наивысший класс энергосбережения А+++. 
Мощности и объем духового шкафа определяет класс энергоэффективности для электродуховок (для разного объема духовок предусмотрены соответственно определенные цифровые диапазоны энергосбережения). 
Аналогичный принцип определения класса действует и для различных кондиционеров, который определяется на основе их функциональных возможностей (таких как, например, одно- или двухканальная система сплит, наличие/отсутствие систем водно-воздушного охлаждения, обогрева и пр.) 
Размер экрана и потребляемая мощность определяет класс энергосбережения телевизоров, а индекс энергоэффективности стандартной посудомоечной машины определяется на основе процессов мытья и сушки в отдельности. 
Больше всего энергии в домах тратится на освещение. Поэтому следует задуматься о энергоэффективности используемых ламп. Лампам освещения присваивается тот или иной класс энергоэффективности на базе потребленной ею электроэнергии по отношению к стандарту (т.е. лампе накаливания).

Из приведенной таблицы видно, что меньше всего на сегодняшний день энергии потребляют светодиодные лампы, они в несколько раз эффективнее ламп накаливания и галогенных ламп, на втором месте – люминесцентные лампы. Например, мощность, потребляемая люстрой с пятью светодиодными лампами (40Вт) и мощность, люстры с пятью галогенными или лампами накаливания (200Вт), то разница очевидна: светодиоды потребляют в 5 раз меньше электроэнергии.

2. Практическая часть

Мною было проведено наблюдение и осуществлен анализ электропотребления в квартире площадью 140 м², а затем составлена таблица электрических бытовых приборов с указанной мощностью (Приложение 1.) и таблица ламп освещения (Приложение 3.) всех помещений квартиры.

Проведя исследование, я выяснил количество электроприборов и средств освещения в моей квартире. Кроме этого, в ходе исследования я отметил, что телевизор не редко включен «для фона», компьютер может работать, когда его не используют, освещение включено днем. Время работы этих приборов составляет от 2 до 24 часов в сутки.

2.1. Измерения и анализ электропотребления 

Учитывая данные о мощности электрических бытовых приборов и ламп освещения, я провел энергоаудит. Зная количество времени, в течение которого работают бытовые приборы и включены лампы, я рассчитал сумму потраченной за сутки электроэнергии (Приложение 2.).

Среди бытовых приборов самый большой расход электроэнергии у холодильников 24 % и стиральной машины 15 %. Около трети, потребляемой электроэнергии тратится на освещение, поэтому я задался целью определить эффективность используемых электрических ламп.

2.2. Эксперимент «Замена ламп накаливания энергосберегающими лампами».         

Для освещения нашего дома использовались лампы накаливания и люминесцентные лампы. Я решил провести эксперимент, заменив лампы накаливания на энергосберегающие. В пятницу в 19.00 я записал показания электросчетчика. В субботу, в это же время я записал новые показания и нашел разницу. Получилось количество потраченной электроэнергии за сутки. В течение недели я ежедневно записывал показания счетчика.

Через неделю, в воскресенье, мы заменили все лампы накаливания на энергосберегающие. В течение недели я вновь снимал показания. По результатам наблюдений я составил сравнительную таблицу расхода электроэнергии на освещение (Приложение 4.) и подсчитал, что экономия составила 18 кВтч в неделю или 925,2 кВтч в год, что позволит сэкономить порядка двух с половиной тысяч.

2.3. Количество электроэнергии, которое тратится, если приборы не выключены.

 Я решил посчитать, сколько энергии тратится, если приборы включены, но не используются. Пронаблюдав за использованием бытовой техники в нашем доме, выявил, что примерно в течение двух часов в день телевизор и компьютер работают, но никем не используются. Зная мощность приборов, можно вычислить сколько электроэнергии тратится при включенных телевизоре и компьютере.  Если телевизор и компьютер включены и не используются только в течение 2 часов в сутки, то в месяц они потребляют энергии 14,4 кВтч. За год это составит 172,8 кВтч,  а в некоторых случаях этот интервал времени больше. Для семейного бюджета это составляет около 500 рублей в год.

Многие электроприборы (телевизор, микроволновая печь, стиральная машина-автомат, компьютер, зарядное устройство для телефона) часто находятся в режиме ожидания (stand-by). Этот эксперимент помог мне выяснить, потребляют ли они электроэнергию и в каком объёме.

2.4. Эксперимент «Замер затрат электроэнергии, потребляемой бытовой техникой находящейся в режиме stand-by ».

При проведении эксперимента по замеру затрат электроэнергии, потребляемой бытовой техникой находящейся в режиме ожидания, я отключил от электросети холодильники, освещение выключил.  Остались включенными приборы в режиме ожидания: телевизор, компьютер, стиральная машина, СВЧ-печь, зарядные устройства. Пронаблюдав за показаниями счетчика, заметил, что за 75 секунд диск счетчика сделал один оборот. Я выполнил расчет: 75 секунд -1 оборот, тогда за 1 час- 50 оборотов. Если режим ожидания в день взять 12 часов, то результаты энергопотребления приборами в режиме ожидания могут составить до 360 кВтч в год, за что придется выложить из семейного бюджета еще около 1000 рублей.

Выводы

1. Количество электроприборов, используемых в быту, постоянно увеличивается, растет плата за электроэнергию. Вопрос экономии становится очень актуальным.

2. Преимущество светодиодных ламп перед лампами накаливания подтверждено экспериментальным путем. Значит в целях экономии первую очередь, необходимо заменить все лампочки в квартире на светодиодные.

3. Бытовая электротехника, работающая в режиме ожидания, потребляет значительное количество электроэнергии.

4. Энергоаудит показал, что рационально используя электроэнергию в нашем доме можно сэкономить 1458 кВтч на сумму около 4000 рублей.

5. Практически каждой семье по силам значительно сократить потребление электроэнергии в быту без существенного ущерба для комфорта, если усвоить ряд полезных правил (Приложение 5).

Заключение

        В процессе работы над данной темой, я не только изучал и анализировал данные, полученные в результате измерения и экспериментов, но и убедил нашу семью заменить устаревшие лампы накаливания энергосберегающими, доказав их преимущество. В данный момент наш дом полностью оснащен светодиодными лампами. Члены моей семьи стали выключать телевизор и компьютер из розетки. Это самое простое, что можно сделать для экономии электроэнергии в отдельно взятой семье, это может сделать каждый.

А теперь представим, что нам удалось снизить потребление электроэнергии  на 1500 кВтч в год? Это значит, что мы сохранили:

• уголь - 720 килограмм

• нефть - 495 литров

• газ - 525 кубических метров

Наша семья состоит из 4 человек, следовательно, каждый человек сэкономит 375 кВтч в год . В мире около 7,5 млрд человек. Сэкономив, хотя бы по 375 кВтч в год мы сбережем для будущих поколений 1350000000 тонн угля или 928125000000 литров нефти, или 984385000000 м³ газа.

Изучая вопрос, как экономить на электричестве, и внедряя на практике различные способы сбережения энергии, мы еще и заботимся о будущих поколениях, которые будут жить на нашей планете.

Литература

1. Энергосбережение: Введение в проблему. Учебное пособие для учащихся общеобразовательных школ и средних профессиональных учреждений / Н.И. Данилов, А.И. Евпланов, В.Ю. Михайлов., Я.М. Щелоков. Екатеринбург: ИД «Сократ».

2. Перышкин А.В., Физика 8 кл,: учеб. для общеобразоват. учреждений/ М.: Дрофа 2015.

3. Перышкин А.В., Сборник задач по физике: 7-9 кл/ М.: Издательство «Экзамен», 2012.

4. Савенко Ю.Н., Экономия энергии - новый энергетический виток // Москва. Изд. дом Прогресс, 1990 г .

5. Тищенко И.В, Энергосберегающие лампы. Диагностика, ремонт, модернизация. Экономика и Жизнь, 2012.

                         Список сайтов

 1. http://www.energosovet.ru/

2. http://vopros-remont.ru/elektrika/kak-ekonomit-elektroenergiyu-doma-uchimsya-vmeste/

3. http://jelektro.ru/covety-elektrika/kak_jekonomit_jelektrojenergiju.html

Приложение 1.

Бытовая техника в моем доме

Приложение 2.

Суммарный расход электроэнергии за сутки

Приложение 3.

Лампы освещения

Приложение 4.

Сравнительная таблица расхода электроэнергии на освещение

Приложение 5.

Советы по экономии электроэнергии в быту

Практически каждой семье по силам значительно сократить потребление электроэнергии в быту без существенного ущерба для комфорта, если усвоить ряд полезных правил. 

• Наиболее эффективный метод – это замена ламп накаливания на энергосберегающие люминесцентные или светодиодные лампы.

• При покупке электроприборов и бытовой техники обращать внимание на ее энергоэффективность (А+ или А++)

• Технику, находящуюся в режиме ожидания, которой долго не пользуются, нужно выключать (компьютер, телевизор, зарядное устройство, СВЧ –печь, и т.д.)

• Использовать стиральную машину при максимальной загрузке.

• Выключать светильник или люстру, надолго выходя из комнаты.

• В электрочайнике кипятить только необходимый объем воды и очищать его регулярно от накипи.

• Чаще очищать пылесборник пылесоса.

• Включать кондиционер при плотно закрытых окнах и дверях.

• При длительном отсутствии или отъезде, выключать все электроприборы, кроме холодильника.