План - конспект урока Урок – конференция «Экология и энергосбережение» в рамках Всероссийского фестиваля энергосбережения #ВместеЯрче

Урок – конференция «Экология и энергосбережение»

в рамках Всероссийского фестиваля энергосбережения #ВместеЯрче

Цели урока:

Образовательные: формировать собственную позицию по отношению к физической информации, получаемой из разных источников; изучить возможности энергосбережения – возобновляемые источники энергии, энергосберегающие технологии, рассмотреть вопросы экологической безопасности, определить простейшие способы экономии энергии.

Развивающие: способствовать развитию творческих способностей обучающихся, умений работать с учебной информацией, анализировать, сравнивать.

Воспитательные: воспитание чувства гордости и уважения к истории и достижениям отечественной физической науки; физически грамотное поведение в профессиональной деятельности и быту при обращении с приборами и устройствами; воспитание культуры энергопотребления, формирование положительного отношения к проблеме экономии энергозатрат и экологии

Тип урока: урок обобщения знаний.

Формы работы: групповая, фронтальная, индивидуальная.

Предварительная подготовка к уроку:

1. Предложить обучающимся темы для сообщений и оказать помощь в подборе литературы.

2. Подготовить совместно с обучающимися слайды мультимедийной презентации.

3. Предложить обучающимся провести ревизию энергопотребителей в квартире и предложить способы уменьшения энергозатрат в их семье.

Оборудование. Мультимедийный проектор, экран.

Содержание урока.

1. Организационный момент.

2. Актуализация опорных знаний.

3. Изучение новой темы.

4. Закрепление.

5. Подведение итогов.

Ход урока.

1. Организационный момент.

Приветствие. Проверка готовности кабинета и обучающихся к уроку. Формулировка и пояснение основной цели урока. Мотивация предстоящей учебной деятельности.

2. Актуализация опорных знаний.

Перечислить традиционные способы производства электроэнергии (тепловые, гидро-, атомные электростанции).

Вспомнить принципы передачи электроэнергии.

Охарактеризовать тепловые двигатели с точки зрения их КПД.

4. Изучение новой темы.

«ЭКОЛОГИЯ И ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ»

в рамках Всероссийского фестиваля энергосбережения #ВместеЯрче

Заслушать выступления обучающихся по плану:

• Проблемы энергосбережения

• Альтернативные источники энергии:

Ветряные электростанции как способ решения проблемы энергообеспечения в будущем

Солнечные батареи

• Организация сбора использованных электрических ламп в г.о. Тольятти

• Отношение населения к энергоэффективности бытовых электроприборов

• Экономия электроэнергии в быту.

Обучающиеся подводят итог в виде краткого эссе, содержащего информацию о достоинствах и недостатках данной технологии, а также о возможности (или реальности) ее использования.

4. Закрепление.

Предложить обучающимся ответить на вопросы.

- Перечислите новые технологии, о которых вы узнали сегодня на уроке.

- Какие из рассмотренных выше технологий являются перспективными? Почему?

- Какие способы экономии электроэнергии вы используете дома, в колледже, на улице?

5. Подведение итогов урока.

Материалы к уроку.

1.В России Закон (ФЗ 261) об энергосбережении появился относительно недавно и был подписан Президентом РФ в 2009 году. В западных же странах энергосбережением занимаются с 90-х годов прошлого столетия. Экономия электроэнергии там стала актуальна последние два десятилетия в связи с мировым ростом потребления электроэнергии. Ученые подсчитали, что современные электростанции однажды не смогут удовлетворить спрос на электроэнергию, ведь ежегодное потребление растет в среднем на 15-20%. Для выработки электроэнергии приходится использовать энергоресурсы природы, а они, как нам известно, не бесконечны. Как избежать в будущем проблемы с нехваткой электрических мощностей? Для этого правительства разных стран разрабатывают государственные программы, ориентированные на стимулирование населения сокращать потребление электроэнергии с помощью применения энергоэффективных технологий, системы тарифов (многотарифные счетчики), энергосберегающего оборудования.

Энергосбережение – реализация мер, направленных на уменьшение объема используемых энергетических ресурсов, таких как электричество, тепло, вода, газ при сохранении соответствующего полезного эффекта от их использования. Энергосбережение на предприятиях является одной из самых актуальных проблем, с которой сталкивается промышленность всего мира. В настоящее время благодаря работе научных и конструкторских бюро найдены эффективные способы для экономии электроэнергии.

Основные способы экономии электроэнергии:

• модернизация оборудования;

• применение энергосберегающих технологий;

• уменьшение потерь электроэнергии в электроприемниках и системах электроснабжения;

• регулирование режимов работы оборудования;

• улучшение качества электроэнергии.

2. Потребление энергии неудержимо растет с каждым годом, а запасы ископаемого топлива столь же стремительно сокращаются.

Решать эту проблему можно по-разному: например, увеличить число электростанций (в основном ТЭС, АЭС). Однако их строительство, кроме времени и затрат, наносит большой ущерб экологическому равновесию на Земле.

Поэтому наша цель сегодня – научиться экономить не только электрическую энергию, но и бюджет (не только собственный, но и государственный).

Все знают, как раскаляются привычные лампы накаливания – то есть в световую энергию они превращают лишь крайне малую долю потребляемого электричества. Сегодня им на смену пришли энергосберегающие лампы: люминесцентные, светодиодные и галогенные.

3. Структура мирового энергохозяйства на сегодня сложилась так, что 80 % потребляемой электроэнергии получается при сжигании топлива на электростанциях. Ощутимый процент дает и гидроэнергетика (около 15 %), остальное покрывается другими источниками, в основном атомными электростанциями. Потребности человека растут, и сегодня традиционные источники энергии уже не способны обеспечивать требуемый уровень энерговооруженности общества, потому что это невозобновляемые источники.

Солнце – источник всех остальных видов энергии на планете. Так как абсолютно чистой атмосферы нет, до поверхности Земли доходит лишь 50% энергии. И даже это количество грандиозно и превышает все другие виды энергии.

Солнечная энергетика не загрязняет атмосферу; солнечные киловатты бесплатны.

Проблема связана с циклическим характером поступления; под солнечные батареи нужна большая площадь Земли; КПД солнечных установок пока очень низок (около 10%), требуются большие средства на ее улавливание и хранение.

Использование силы ветра уходит в далекие времена. Силу ветра можно реально считать базой развития будущей энергетики: используется даровая энергия; экологически чистая, не влияет на тепловой баланс атмосферы. Низкая интенсивность, работа ветровых установок неблагоприятно влияют на работу телевизионной сети; источник шума; портят ландшафт; если наступает затишье, ветровая энергия становится равной нулю.

4. Рассмотрим основные мероприятия по снижению потребления электроэнергии в быту:

- применение современной бытовой техники и электроприборов;

- автоматическое освещение помещений, а также мест общего пользования;

- замена обычных ламп накаливания на энергосберегающие;

- ограничение потребления электроэнергии в ночное и дневное время.

Самой наглядной экономией электричества является выключение света в помещениях, где нет людей. А уходя из дома, надо вообще выключить везде свет и какие только можно электрические приборы. Содержите в чистоте лампы и плафоны. Грязь и пыль, скапливающаяся на них, может снизить эффективность.

Самое главное – научиться экономить энергию. Элементарно экономить электричество в наших квартирах, проводить теплоизоляцию окон для большего сохранения тепла. Эффективно использовать энергетические ресурсы, соблюдать требования к охране природы, чтобы не нарушался экологический баланс в природе, сократить расходование ресурсов

Подведение итогов урока.

Спасибо нашим студентам, которые подготовили материалы, позволяющие увидеть что, главное направление энергосбережения – это уменьшение расхода энергии за счет не только новых технических средств, но и элементарных мероприятий, не требующих затрат и сразу же дающих очевидный эффект.

Ответы на контрольные вопросы, работа с тестом (взаимопрверка)

Наш урок «ЭКОЛОГИЯ И ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ»

в рамках Всероссийского фестиваля энергосбережения #ВместеЯрче закончился и я надеюсь, что он не пройдет для Вас бесследно!

Чтобы наша Земля долгие годы радовала человека своей красотой и щедро делилась своими богатствами, мы должны не только сегодня бережно относиться к ней сами, но и учить этому наших детей

Приложения. Выступления студентов.

Проблемы энергосбережения

Проблема: выбор энергосберегающих ламп для освещения конкретной поверхности.

Актуальность. Нашу жизнь трудно представить без искусственного освещения. Конструкции квартир, домов, помещений и офисных зданий предполагают наличие искусственного освещения. Для жизни и работы людям просто необходимо освещение с применением ламп. Была поставлена задача: к 2012 году прекратить использование традиционных ламп накаливания и использовать альтернативные источники света, более экономичные и совершенные.

Цель: исследовать принцип действия энергосберегающих ламп и дать рекомендации по их выбору, применению и утилизации

Задачи:

• рассмотреть принцип действия ламп энергосбережения;

• выяснить преимущества и особенности энергосберегающих ламп;

• научиться выбирать энергосберегающие лампы для освещения конкретной поверхности;

• провести опрос среди студентов колледжа;

• создать памятку по выбору энергосберегающих ламп.

Технический прогресс не стоит на месте, и терпеть такое расточительство традиционных ламп накаливания современные изобретатели не могли. На смену старой лампе накаливания пришла новая лампа – комплексная люминесцентная лампа (КХЛ) или энергосберегающая лампа.

Из существующих в настоящее время источников света, энергосберегающие лампы, считаются наиболее совершенными источниками. Состоят энергосберегающие лампы из компактной люминесцентной лампы, электронного блока и цоколя.

Внешне энергосберегающие лампы представляют собой компактные устройства, практически полностью копирующие привычный внешний вид и размеры лампы накаливания и сочетающие при этом её достоинства (компактность, комфортную цветопередачу, простоту обслуживания) с экономичностью стандартных люминесцентных ламп.

Используя принципиальную схему, а также спектроскоп, люксметр (на расстоянии 0,7м от источника света) и авометр мы провели сравнительное исследование лампы накаливания и энергосберегающих ламп.

Свет, который излучает энергосберегающие лампы, имеет линейчатый спектр, а лампа накаливания даёт сплошной спектр, который близок к спектру солнечного света (именно поэтому многие считают спектр ламп накаливания более приятным для глаз, чем спектр энергосберегающие лампы).

Часто потребителей настораживает факт появления в энергосберегающие лампы ультрафиолетового излучения, но обычное стекло не пропускает это излучение.

А какие же преимущества у энергосберегающей лампы по сравнению с лампой накаливания? Светоотдача, срок службы, низкая теплоотдача, распределение света, возможность выбора цвета из 3 тонов.

Одним из основных преимуществ является возможность выбора цвета освещения из 3 тонов:

1) тёплый свет (2700-4000 К) - желтоватый, самый тёплый из спектра цвет; он подходит для кухни и спальни, а вот в рабочей зоне будет вызывать раздражение и дискомфорт;

2) тёплый белый свет (4000-5000 К) - тон, наиболее приближенный к стандартной «лампочке Ильича», нейтральный мягкий свет; он подходит для гостиной и детской комнаты;

3) холодный белый свет (6000-6500 К) – ярко-белое, голубоватое освещение; он подходит для офисных помещений, кабинетов, а на кухне и в детской комнате будет вызывать явный дискомфорт глаз.

А есть ли у них недостатки? Мы разработали памятку!

Памятка по выбору и применению энергосберегающих ламп

1. Характеристики энергосберегающих ламп производители пишут на упаковке: ESS-02A 20W E27 6400K, что означает лампа имеет мощность 20 Вт, с большим цоколем (Е27), излучает холодный белый свет (6400 К).

2. При выборе энергосберегающих ламп надо придерживаться правила - делить мощность обычной лампы на 5.

3. Выбирайте нужный вам цвет свечения, исходя не только из особенностей интерьера, но и особенностей вашего зрения и зрения окружающих вас людей.

4. Помните: энергосберегающие лампы способны светить разным цветом:

   1. 2700 К – теплый белый свет;

   2. 4200 К – дневной свет;

   3. 6400 К – холодный белый свет.

5. Для дома и квартиры рекомендуется применять более теплые цвета.

6. Энергосберегающие лампы благодаря долгому сроку службы удобно применять в труднодоступных местах (высокие потолки, сложные люстры).

7. Не рекомендуется находиться от энергосберегающих ламп менее чем на 30 см.

8. Не рекомендуется использовать энергосберегающие лампы совместно с выключателем с подсветкой (мерцание).

9. Не рекомендуется использовать энергосберегающие лампы в помещениях с повышенной влажностью и запыленностью и требованиями взрывозащищенности.

10. Запрещено на производстве применять энергосберегающие лампы в местах движущихся частей станков и механизмов без дополнительной подсветки лампами накаливания (стробоскопический эффект).

11. Энергосберегающие лампы наполнены парами ртути, будьте осторожны при обращении с ними.

Ветряные электростанции как способ решения проблемы энергообеспечения в будущем

С каждым годом мировое потребление электроэнергии растёт несопоставимо энергопроизводству. В недалеком будущем, есть вероятность, что потребление электроэнергии значительно возрастёт. Так же в современных источниках существуют глобальные минусы, которые, так или иначе, влияют на экологию. Для решения данной проблемы экологии в настоящее время активно применяют альтернативные источники электроэнергии. Одним из самых ярких представителей являются ветряные электростанции.

Цель: анализ перспектив использования ветряных электростанций для решения проблем экологии Самарской области в будущем.

Задачи:

1) Проанализировать информацию о характеристиках альтернативных источников электроэнергии.

2) Изучить физическую природу и технические характеристики применения ветряной энергии.

3) Выявить перспективные направления в данной отрасли.

4) Рассмотреть экологическую составляющую использования ветряных электростанций.

5) Найти возможные места установки ветряных электростанций в Самарской области.

Ветряные электростанции производят электричество за счет энергии перемещающихся воздушных масс - ветра.

На данный момент в серийном производстве существует 2 типа ветрогенераторов: карусельные и крыльчатые, каждые из которых имеют свои преимущества и недостатки.

Прогресс не стоит на месте, и новые разработки поднимают эффективность ветрогенераторов на новую высоту, в буквальном смысле. Одной из самых трудозатратных частей при создании ветряной электростанции был монтаж наземных систем: мачты, генератора, ротора, лопастей. На малых высотах, возле земли ветровые потоки не постоянны, а подъём генерирующих мощностей на большую высоту, делает мачту слишком сложной и дорогой конструкцией.

Теперь этого можно избежать. Компания MakaniPower [2] разработала летающий ветрогенератор — крыло, запустив который на большую высоту 550 м, можно получить до 1 МВт электроэнергии в год.

Важным является экологический аспект ветроэнергетики. По данным GlobalWindEnergyCouncil [3] к 2050 году эта отрасль поможет уменьшить ежегодные выбросы углекислого газа (СО₂) на 1,5 млрд. тонн. Турбины занимают совсем небольшую площадь ветряной фермы (порядка 1%), следовательно, остальная площадь открыта для сельского хозяйства. Это имеет большое значение в небольших густонаселенных странах.
С каждым годом стоимость технологии ветряной электродобычи уменьшается, увеличивая долю ветроэнергетики в общем объёме. На сегодняшний день этот вклад по всему миру составляет всего 2%, но с каждой минутой эта цифра растет.

При анализе информации о скорости ветров в Самарской области наиболее целесообразным местом установки в нашем регионе является территория возле Курумоча (аэропорт) [4]. Среднегодовая скорость ветра (на высоте 10м) на данной территории 4,0 м/c (зимой - 4,2 м/c; весной-4,3 м/c; летом-3,6 м/c; осенью-4,1 м/c). С 4,0 м/c установка ветрогенератора начинает окупаться.

Вывод: в настоящее время использование ветряных электростанций в огромных масштабах очень не выгодно, т.к. КПД очень мал и стоимость одной ветряной электростанции очень велика по сравнению с традиционными электростанциями. Но данное направление альтернативной энергетики имеет высокий потенциал в Российской Федерации из-за территориальных преимуществ.

Ссылки на источники:

1 Рост потребления электроэнергии в России

http://www.energyland.info/analitic-show---57444

2 Уникальный летающий ветрогенератор Makani Power

http://novostienergetiki.ru/unikalnyj-letayushhij-vetrogenerator-makani-power/

3 GlobalWindEnergyCouncil

http://www.gwec.net/

4 Таблица о скорости ветра в Самарской области

http://energywind.kz/recomendacii/karta-rossii/povolzhe/samarskaya-oblast

http://novostienergetiki.ru/unikalnyj-letayushhij-vetrogenerator-makani-power/

Организация сбора использованных электрических ламп в

г.о. Тольятти

Лампочки - “крохотные светлячки” наделяют помещение душой, жизнь - уверенностью, дарят спокойствие и уют. Правительство поставило задачу к 2012 году прекратить использование традиционных ламп накаливания и использовать альтернативные источники света, более экономичные и совершенные.

Цель проекта: изучение организации сбора использованных электрических ламп в городе Тольятти.

Жители нашего города, взявшие курс на энергосбережение, уже поменяли в своих квартирах обычные лампы накаливания на экономичные - люминесцентные. Но, в отличие от «лампочек Ильича», утилизация энергосберегающих люминесцентных ламп оказалась серьезной проблемой.

Внутри этих ламп находится ртуть (до 70 мг), отслужившие свой срок энергосберегающие лампы нельзя выбрасывать как обыкновенный мусор. В силу незнания или безответственности тольяттинцы не задумываются о потенциальной угрозе здоровью людей и окружающей среде, утилизируя эти лампочки через мусоропровод.

Выброшенные на свалку или в канализацию ртутьсодержащие лампы с нарушенной герметичностью загрязняют гектары поверхности почвы. Ртуть просачивается в грунтовые и сточные воды и неизбежно попадает в водоемы.

Ртуть - ядовитое вещество 1-го класса опасности («чрезвычайно опасные»). Ртутные пары, не имеющие цвета, вкуса и запаха, довольно быстро испаряясь при комнатной температуре и накапливаясь в организме человека, поражают клетки центральной нервной системы, другие органы и приводят к тяжёлым заболеваниям.

После использования ртутьсодержащие лампы необходимо утилизировать в специальных пунктах приема, организовать которые могут только предприятия, имеющие лицензию на ведение деятельности по сбору, использованию, обезвреживанию и размещению отходов I - IV класса опасности. Жители Тольятти, задавшиеся целью избавиться от опасного мусора надлежащим образом, могут отнести лампочки по адресам:

1. МУПП "Экология" (445021, г. Тольятти, Ларина, 181, тел. [phone])

2. ООО "Повтор" (445000, г. Тольятти, Новозаводская, 2А, тел. [phone])

Сдать лампу можно в специальные контейнеры при управляющей компании, ДЕЗ, РЭУ.

В нашем городе работает ЭкоМобиль – это мобильный пункт бесплатного приема вторичного сырья опасных отходов у населения, еженедельно по понедельникам, средам, пятницам и субботам колесит по Тольятти, Русской Борковке, Тимофеевке, собирая правильно - раздельно мусор! Прием ламп от населения осуществляется бесплатно.

Пункты приема при магазинах, такие как – Эльдорадо, Центр, М.Видео , Медиа Маркт можно найти в крупных торговых центрах нашего города, во многих таких пунктах можно не только бесплатно сдать старую лампочку, но и получить скидку на покупку новой лампы.

Несмотря на то, что современные энергосберегающие лампы позиционируются производителями как долговечные и экологичные источники света, используя их, важно помнить о личной безопасности и благополучии окружающей среды. Электрические ртутьсодержащие лампы должны утилизироваться в соответствии с их классом опасности. Ответственный подход к использованию и утилизации позволит не только не нанести вред экологии выбросами ядовитых веществ, но и принесет ощутимую пользу в виде вторичной переработки изделий.

Ресурсы: сеть Internet;

техническая литература:.

1.Лисенко В.Г., Щелоков Я.М., Гадыгичев М.Г. Хрестоматия энергосбережения. М.: Теплотехник, 2015.

2. Лорентзен И., Хойстад Д., Насырова А.Р., Коротенко В.А., Знаменская Н.А., Курохтин А.В. Энергия и окружающая среда. Учебное пособие для общеобразовательных школ / Экологическое Движение "БИОМ". Бишкек, 2014.

3. Мархоцкий Я. Основы экологии и энергосбережения. М.: Высшая школа, 2017.

4. Соколовский Н.К. Основы экологии и экономика природопользования. Учебник. Мн.: БГЭУ, 2010.

5. Свидерская О. Основы энергосбережения. М.: ТетраСистемс, 2009.

Приложение1

ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ В ВАШЕМ ДОМЕ!!!

• установка в доме энергосберегающих ламп

• отказ от использования некоторых электроприборов.

• замена однотарифного счетчика на двухтарифный или трехтарифный

• выходя из помещения, гасите свет

• не оставлять приборы в режиме ожидания

• эффективное использование бытовой техники

• использование отдельных светильников вместо мощных люстр

• активное использование дневного света

Производство электроэнергии.

Электроэнергия производится на электрических станциях зачастую при помощи электромеханических индукционных генераторов. Существует 2 основных вида электростанций — тепловые электростанции (ТЭС) и гидроэлектрические электростанции (ГЭС) — различающиеся характером двигателей, которые вращают роторы генераторов.

Источником энергии на ТЭС является топливо: мазут, горючие сланцы, нефть, угольная пыль. Роторы электрогенераторов приводятся во вращение при помощи паровых и газовых турбин либо двигателями внутреннего сгорания (ДВС).

Как известно, КПД тепловых двигателей увеличивается с ростом начальной температуры рабочего тела. Поэтому пар, который поступает в турбину, доводят до порядка 550 °С при давлении около 25 МПа. КПД ТЭС достигает 40 %. На тепловых электростанциях (ТЭЦ) большая часть энергии отработанного пара применяется на промышленных предприятиях и для бытовых нужд. КПД ТЭЦ может достигать 60-70 %.

На ГЭС для вращения роторов генераторов применяют потенциальную энергию воды. Роторы приводятся во вращение гидравлическими турбинами. Мощность станции зависит от разности уровней воды, которые создаются плотиной (напора), и от массы воды, которая проходит через турбину за 1 секунду (расхода воды).

Часть электроэнергии, которая потребляется в России (примерно 10 %), производится на атомных электростанциях (АЭС).

 Передача электроэнергии.

В основном, этот процесс сопровождается существенными потерями, которые связаны с нагревом проводов линий электропередачи током. Согласно закону Джоуля-Ленца энергия, которая расходуется на нагрев проводов, является пропорциональной квадрату силы тока и сопротивлению линии, так что при большой длине линии передача электроэнергии может стать экономически невыгодной. Поэтому нужно уменьшать силу тока, что при заданной передаваемой мощности приводит к необходимости увеличения напряжения. Чем длиннее линия электропередачи, тем выгоднее применять большие напряжения (на некоторых напряжение достигает 500 кВ). Генераторы переменного тока выдают напряжения, которые не могут быть больше 20 кВ (что связано со свойствами используемых изоляционных материалов).

Поэтому на электростанциях ставят повышающие трансформаторы, которые увеличивают напряжение и во столько же раз уменьшают силу тока. Для подачи потребителям электроэнергии необходимого (низкого) напряжения на концах линии электропередачи ставят трансформаторы понижающие. Понижение напряжения обычно производится поэтапно.

Использование электроэнергии.

Основные потребители электроэнергии:

1. промышленность — 70%;

2. транспорт (электрическая тяга);

3. бытовые потребители (освещение жилищ, электроприборы).

Практически вся используемая электроэнергия переходит в механическую энергию. Практически все механизмы в промышленности приводятся в движение электродвигателями.

Примерно треть электроэнергии, которая потребляется промышленностью, используется для технологических целей (электросварка, электрический нагрев и плавление металлов, электролиз и так далее).

Краткое описание документа:

Экономия электроэнергии стала актуальна последние два десятилетия в связи с мировым ростом потребления электроэнергии. Ученые подсчитали, что современные электростанции однажды не смогут удовлетворить спрос на электроэнергию, ведь ежегодное потребление растет в среднем на 15-20%. Для выработки электроэнергии приходится использовать энергоресурсы природы, а они не бесконечны. Как избежать в будущем проблемы с нехваткой электрических мощностей? Для этого правительство разрабатывает государственные программы, ориентированные на стимулирование населения сокращать потребление электроэнергии с помощью применения энергоэффективных технологий, системы тарифов (многотарифные счетчики), энергосберегающего оборудования.