Проектно-исследовательская работа "Зачем менять лампы?"

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ МОРДОВИЯ

РЕГИОНАЛЬНЫЙ УЧЕБНЫЙ ОКРУГ 

Конкурс исследовательских работ учащихся

«интеллектуальное будущее Мордовии»

ПРОЕКТНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА

«Зачем менять лампы?»

Вельдина Диана

                                                             8 класс

                                                             МОУ Красноподгорная   

                                                             средняя общеобразовательная  

                                                             школа Краснослободского

                                                             муниципального района

                                                             Республики Мордовия

Красная Подгора

 Полное название школы:   

 Муниципальное общеобразовательное учреждение Красноподгорная средняя общеобразовательная школа Краснослободского муниципального района    Республики Мордовия

Фамилия, имя, отчество директора школы:

Сидорова Наталья Викторовна

Почтовый адрес школы:

431276,  Республика Мордовия Краснослободский район, д. Красная Подгора, ул. Зеленая, д. 132

Телефон школы:         8 83443 26167

Фамилия, имя, отчество автора работы (полностью):

Вельдина Диана Владимировна

Почтовый адрес автора:

 431275,  Республика Мордовия Краснослободский район, с. Новый Усад, ул. Андреевка,  д.   1 А

Телефон автора:      8 83443 26536

Фамилия, имя, отчество (полностью) руководителя работы:

Сидорова Наталья Викторовна

Я, Вельдина Диана, учусь в 8 классе. В этом году на уроках физики мы, изучая тему «Электрический ток», говорили о видах электрических ламп и светильниках, изучали их устройство. Учитель физики, объясняя материал, сказала, что промышленность выпускает лампы, гораздо экономичнее, чем те, которые используются  для освещения жилых и производственных помещений. Мне стало интересно узнать об этом поподробнее и как можно решить эту проблему в пределах моей семьи.  Поэтому я решила провести исследование «Зачем менять лампы?» и разобраться в этом вопросе.

Цель, которую я перед собой поставила в исследовании – определить целесообразность замены электрических ламп светодиодными в нашем доме.

Объектом исследования является электрическое освещение дома, в котором использованы лампы накаливания.

Задачи, которые необходимо решить для реализации цели:

- выяснить, сколько электрических ламп в доме и их технические характеристики;

- рассчитать и сравнить расход электроэнергии в месяц при использовании электрических ламп и светодиодных;

- определить долю расходов на оплату электроэнергии в семейном бюджете;

- выяснить и сравнить технические характеристики электрических ламп и светодиодов;

- выяснить и сравнить безопасность их использования;

- выяснить и сравнить их влияние на здоровье человека;

- выяснить и сравнить их влияние на окружающую среду;

- выяснить, как решается проблема энергосбережения в мире;

- выяснить где производят  светодиодные лампы

Гипотеза исследования:

1.      Допустим, что вопрос необходимости замены электрических ламп на светодиодные выдуманы производителями с целью сбыта продукции.

2.      Выяснить, как повлияет замена ламп на бюджет нашей семьи.

Методы исследования:

-теоретическое исследование;

- наблюдение;

- анкетирование;

- собеседование.

- математические расчеты.

- экономическое обоснование.

I. Вступление.

       Изучая данный вопрос в энциклопедической, научно-популярной литературе, в Интернет-сети, я выяснила, что во всем мире постоянно растут цены на энергию, и постоянно увеличивается потребность в ней, в связи с чем возникает необходимость серьезных изменений в сфере освещения. В нашей стране принят закон об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности. Я с удивлением узнала, что 40% потребляемой в России энергии можно "получить" за счет простой экономии? Или, если сформулировать это по-другому, у нас ежегодно тратится впустую почти половина всей производимой энергии? Печально, но факт: наша страна - одна из самых энергорасточительных в мире. Количество теряемой энергии сравнимо с объемом всей экспортируемой из России нефти и нефтепродуктов. В больших городах у нас ежедневно забывают или ленятся гасить сотни тысяч осветительных приборов. И за день набегают уже не килограммы, а десятки тонн выброшенного топлива. Я выяснила, что сто 75-ваттных лампочек, работающих вхолостую, за час "съедают" несколько килограммов угля или нефти, попутно загрязняя природную среду вредными веществами. Между тем, простая замена привычных источников света на их энергосберегающих родственников сократит расходы энергоресурсов в 4-5 раз! По данным статистики, средняя российская семья тратит на оплату жилищно-коммунальных услуг около 8-10 % своих доходов. Немалую долю этих затрат составляет оплата за электроэнергию. Прежде всего, за счет увеличения количества используемых нами бытовых приборов, изрядное количество электроэнергии расходуется на освещение.

Электроэнергия поступает в наши дома с электростанций различного типа, и для ее производства сжигаются уголь, нефть, газ. Экономное использование электроэнергии позволит сократить объемы использования этих энергетических ресурсов, а, значит, и снизить выбросы вредных веществ в атмосферу, сохранить чистоту водоемов. Кроме того, увеличение эффективности использования электроэнергии - это и реальный способ снизить затраты на оплату счетов за электричество. Ведь стоимость электроэнергии напрямую связана со стоимостью топлива, запасы которого ограничены и цены  на которое постоянно растут.

Наиболее привычный для нас способ освещения своих домов - это использование ламп накаливания. Они широко распространены и очень дешевы. Вот только часто перегорают, особенно при скачках напряжения в сети - это тоже известно многим. Есть ли альтернатива лампам накаливания? Тем более что в  районе принята Программа энергосбережения и повышения энергетической  эффективности в Краснослободском муниципальном районе Республики Мордовия на 2011 - 2015 годы, в которой одной из задач является - повышение энергетической эффективности жилищного фонда.

Итак, актуальность проблемы экономии электроэнергии велика, одна из ее составляющих   замена электрических ламп более экономичными.

II. Основная часть.

Я решила рассмотреть целесообразность замены ламп накаливания  энергосберегающими. Сначала я решила подсчитать, сколько электроэнергии тратится на освещение нашего дома и хозяйственных построек. Для этого я выяснила:

Сколько электрических ламп в доме в нашем хозяйстве, какова их мощность.

В нашем доме 18 ламп по 80  Ватт  каждая. Допустим, что в среднем они работают 4 часа в сутки.

Мама сказала, что стоимость одного кВт*ч = 1,66 рубля

1. Расход электроэнергии при использовании электрических ламп накаливания:

·        в день 18  ламп  *80вт *4 час=5760 Вт*час = 5,8 кВт*ч * 1,66 = 9,56 руб;

·        в месяц 5760 Вт*час *30 дней =172,8 кВт*1,66 рубля=286,8 рубля;

·        в год 286,8 *12 = 3441,6 руб.

- определила долю расходов на оплату электроэнергии в семейном бюджете:

Из беседы с мамой выяснила:

Доход семьи в месяц: 25000 руб.

25000 - 100%

286,8 – Х %

Х=286,8*100/25000=1,15 %

 И это только на освещение дома. А еще электрические бытовые приборы. Затраты на оплату потребленной электроэнергии составляют  значительную часть семейного бюджета.  Изучая данный вопрос, я выяснила, что существуют разные виды энергосберегающих световых приборов. Я решила взять для расчета светодиодные лампы и, чтобы окончательно определиться с выбором, пошла в магазин светотехнических приборов и побеседовала с продавцом:

Я задала ему следующие вопросы:

·                   Какие лампы сейчас имеются в продаже?

Продавец ответил:

обыкновенные электрические лампы накаливания, люминесцентные, светодиодные.

·                                            Какие из них можно отнести к энергосберегающим?

Продавец ответил: светодиодные.

·                                            Их цена? (желательно сравнивать аналогичную мощность)

Продавец ответил: обыкновенные электрические лампы накаливания – 10 руб.

люминесцентные – 130 руб.

светодиодные – 150 руб.

·                                            Какие лампы лучше покупаются?

Продавец ответил: обыкновенные электрические лампы накаливания,

энергосберегающие стали больше покупать в последнее время

·                                            Светодиодные лампы, каких производителей бывают в продаже?

Продавец ответил:  «Эра», «Тегас».

·                                            Как зависит цена от производителя?

Продавец ответил: Все энергосберегающие лампы идут приблизительно по одной цене.

Я рассчитала  предполагаемый расход электроэнергии в месяц при использовании светодиодных ламп:

в день 18*11вт*4 час=792 Вт*час

В месяц 792 *30 =23,8 кВт*1,663=39,5 руб

В год     39,5 руб *12=474 руб.

- определить долю расходов на оплату электроэнергии в семейном бюджете;

Х=40*100/25000=0,16 %.

 Из произведенных расчетов видно, что при использовании светодиодных ламп экономия семейного бюджета увеличилась более, чем  в 7 раз в месяц. За год мы получим экономию в сумме 2968 руб.

Расход на приобретение 18 светодиодных ламп составит 18*150 руб=2700 руб. Таким образом все затраты окупятся в первый год эксплуатации (2968-2700=268 руб). Далее пойдет чистая экономия, даже при  росте цен на электроэнергию.

Надо учесть, что лампа накаливания может «сгореть» в любой момент, даже на 1-й секунде, при включении. А энергосберегающие лампы имеют гарантию (минимум месяц с момента продажи) и средний срок наработки 8000-10000 часов. Указанный эффект можно увеличить еще больше, если установить светодиодные энергосберегающие светильники – ведь их срок службы огромен (до 25 лет), а потребляемая мощность еще ниже.

III. Провела анкетирование среди школьников и их родителей:

В анкетировании участвовали   _30_____человек.

В результате анкетирования получили следующие результаты:

1.     Сколько ламп в доме

Менее 10  10%                     Более 10     90%

2.     Доля расходов на оплату электроэнергии

Значительная   - 50%                           не значительная - 50%

3.     Вы хотели бы сократить расходы

Да       100%                          Нет---------

4.     Какие пути сокращения потребления электроэнергии вы выбираете

- сокращение времени работы приборов  - 40%

- замена ламп на энергосберегающие - 60%

5.      Имеет ли для Вас значение безопасность эксплуатации ламп

Да         100%                        Нет ------

6.      Используете ли вы светодиодные лампы в своем доме

Да        -------                       Нет        100 %

Анализируя результаты анкетирования, я пришла к выводу, что потребители электроэнергии не по-хозяйски относятся к вопросам  энергосбережения, хотя все из опрошенных хотели бы сократить долю расходов на оплату электроэнергии.

И так, проведя свое исследование, я поняла,

1.  почему нецелесообразно использовать электрические лампы:

• низкая световая отдача
• относительно малый срок службы
• хрупкость и чувствительность к удару
• резкая зависимость световой отдачи и срока службы от напряжения
• цветовая температура лежит только в пределах 2300—2900 K, что придаёт свету желтоватый оттенок
• лампы накаливания представляют пожарную опасность. Через 30 минут после включения ламп накаливания температура наружной поверхности достигает в зависимости от мощности следующих величин: 25 Вт-100 °C, 40 Вт — 145 °C, 75 Вт — 250 °C, 100 Вт — 290 °C, 200 Вт — 330 °C. При соприкосновении ламп с текстильными материалами их колба нагревается еще сильнее. Солома, касающаяся поверхности лампы мощностью 60 Вт, вспыхивает примерно через 67 минут.
• световой коэффициент полезного действия ламп накаливания, определяемый как отношение мощности лучей видимого спектра к мощности, потребляемой от электрической сети, весьма мал и не превышает 4 %. Включение электролампы через диод, что часто применяется с целью продления ресурса на лестничных площадках, в тамбурах и прочих затрудняющих замену местах, ещё больше усугубляет её недостатки.
• возможность использования регуляторов яркости

2. в чем состоит преимущество светодиодного освещения:

·        экологическая безопасность;

·        отсутствие вредных излучений и вредных составляющих компонентов в светодиодах;

·        экономия потребляемой электроэнергии, при высоком КПД;

·        время непрерывной работы до 100 тысяч часов, что в десятки раз превышает срок службы традиционных источников света;

·        высокая механическая прочность и виброустойчивость;

·        широкий диапазон рабочих температур от -60 до +40 °С;

·        безинерционность включения/выключения;

·        меньший слепящий эффект, полное отсутствие мерцания;

·        антивандальное исполнение;

·        хорошее соотношение цена/качество;

·        быстрая окупаемость, за счет экономии электроэнергии и минимальных затрат на эксплуатацию.

В результате мирового кризиса проблема энергосбережения стала во всем мире еще более актуальной.  Во многих странах Европы отказываются от ламп накаливания и полностью откажутся от них в 2012 году. В Соединенных Штатах разработали и начали внедрять в жизнь программу совместных действий промышленных предприятий и органов местного самоуправления с целью проектирования и внедрения основанного на светодиодах освещения в городах.

В России, согласно постановлению правительства РФ, прекращение выпуска и продажи ламп накаливания ожидается уже в 2011 году.

3. Я выяснила, что лампы энергосберегающие купить сегодня вовсе не проблема. Вы можете приобрести их в любом супермаркете светотехники. Но стоит помнить, что, как и любые другие товары, энергосберегающие лампы бывают сомнительного происхождения. Из беседы с продавцами магазинов и других источников я выяснила, что энергосберегающие лампы выпускают многие производители, как в нашей стране, так и за рубежом. В нашей республике такие приборы выпускает Саранский завод точных приборов, который предлагает экономные и надежные энергосберегающие лампы Мастер Света, светильники с энергосберегающими лампами – компактными люминесцентными лампами, галогенные лампы накаливания, светодиодные энергосберегающие светильники.

IV. Вывод:

 В результате проведенного  исследования я пришла к выводу, что

1. Предположение о том, что лоббируются интересы производителей, не подтвердилось.

2. Замену электрических ламп светодиодными в доме сделать необходимо, так как это экономически выгодно для семейного бюджета.

3. Существует много других возможностей экономного потребления и расходования электроэнергии в домашнем хозяйстве.

V.   Как устранить выявленные проблемы?

Я считаю, что необходимо:

1. Обратить внимание родителей и учащихся на необходимость  экономного потребления электроэнергии.

2. Рекомендовать родителям своих одноклассников заменить лампы накаливания энергосберегающими, как более безопасными, экономически выгодными.

3. Подготовить  и провести для учащихся беседу «Зачем менять лампы?»

4. Рекомендовать всем пользоваться «Памяткой умного хозяина».

П/П	Памятка умного хозяина.
1.	Загружайте стиральную машину полностью. Расход электроэнергии практически не зависит от того, насколько загружена машина, а расход воды изменится не значительно. Стирка при полной загрузке дает экономию 15 -20 кВт ч энергии в месяц.
2.	При глажении сортируйте вещи в зависимости от материала, начинайте гладить с низких температур, для небольших вещей используйте остаточное тепло.
3.	В дежурном режиме многие электроприборы – телевизоры, видеомагнитофоны, ЭВМ и т.д. – потребляют около 10 кВтч за месяц. Поэтому, уходя из дома на длительный срок или на ночь, отключайте аппаратуру совсем.
4.	«Уходя, гасите свет» - это стоит делать только в том случае, если Вы уходите на долго (более 10 -15 минут). Дело в том, что лампы накаливания перегорают именно в момент включения. А на изготовление новой лампы требуется гораздо больше энергии, чем вы сэкономите, часто выключая её на короткое время.
5.	Используйте энергосберегающие лампы вместо ламп накаливания.
8.	Снижайте уровень освещенности в коридорах, туалетах и т.д.
9.	Выключайте свет, когда он не нужен.
10.	Дайте доступ дневному свету, раздвиньте занавески …
11.	Стальная посуда с толстым ровным дном позволит экономить электроэнергию при приготовлении пищи на электроплите.(неровное дно увеличивает потребление энергии на 10 -15%).
12.	Размеры посуды должны соответствовать размеру плиты. Экономия энергии 10%.
13.	При приготовлении пищи в открытой посуде расход энергии возрастает в 2,5 раза.
14.	Выключайте электроплиту за 5 минут до конца приготовления пищи, вы сэкономите 10-15% энергии.
15.	Использование специальной посуды – скороварок, кипятильников, кофеварок и т.д. – позволяет экономить до 30-40% энергии и до 60% времени.

VI. Работая над темой, я познакомилась со следующей литературой:

1. Федеральный закон № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации».

2.   Программа энергосбережения и повышения энергетической эффективности в Краснослободском муниципальном районе Республики Мордовия  на 2011 - 2015 годы.  (Решение сессии Совета депутатов                                                               Краснослободского Муниципального района  от  «10» сентября 2010 года

 № 38).                                                                          

3. Электротехническая энциклопедия. Электронная электротехническая библиотека http://electrik.info/main/praktika/299-kak-ustroeny-svetodiodnye-lampy.html.

4. «Признаки некачественных энергосберегающих ламп», Статья с Портал ЭнергоСовет.

5. Перышкин  А.В, Физика Кл.: Учеб. для общеобразоват. учеб. заведений. – М.: Дрофа, 2010.

6. Енохович А.С., Справочник по физике. – М.: Просвещение, 1990.