Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок / География / Другие методич. материалы / Учебно-исследовательская работа "Энергосбережение в быту и школе"

Учебно-исследовательская работа "Энергосбережение в быту и школе"


До 7 декабря продлён приём заявок на
Международный конкурс "Мириады открытий"
(конкурс сразу по 24 предметам за один оргвзнос)

  • География

Поделитесь материалом с коллегами:

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

Киселевского городского округа

«Средняя общеобразовательная школа № 5»










Энергосбережение в быту и в школе

Учебно-исследовательская работа




Выполнил:

Филатов Владислав,

ученик 10 класса «А»

школа 5, город Киселевск



Руководитель:

Кем Оксана Владимировна,

учитель географии

школа 5, город Киселевск




Оглавление

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

Глава 1. Потребление и сбережение энергии.

    1. Источники энергии ………………………………………………………. 5

    2. Потребление энергии в быту ……………………………………………. 7

    3. Современные технологии энергосбережения ………………………….. 7

Глава 2. Применение энергосберегающих технологий

2.1. Мониторинг ………………………………………………………………… 9

2.2. Энергетический мониторинг квартиры …………………………………… 9

2.3. Энергетический мониторинг школы ……………………………………...11

Заключение ………………………………………………………………………13

Литература ………………………………………………………………………14



























Введение

В течение последних десятилетий стало очевидно, что человеческая деятельность оказывает существенное негативное влияние на природу. Это создало не только местные и региональные экологические проблемы, но и начало отражаться на глобальном уровне, ускорило процессы изменение климата на планете. Всё возрастающее беспокойство о сохранении окружающей среды привело человечество к осознанию необходимости глобального соглашения о переходе к устойчивому развитию цивилизации.

Россия остается «энергетической сверхдержавой» - обладателем одним из самых больших в мире потенциалов топливно-энергетических ресурсов. На ее территории, составляющей примерно 10% суши Земли с населением всего 2,6% от мирового, сосредоточено свыше 32% разведанных запасов газа, 13% нефти и 25% угля. Но даже при таком изобилии, проблема ресурсосбережения – одна из главных для России. Нерациональное неограниченное потребление энергии поставило человечество на грань экологической катастрофы.

Увеличение концентрации некоторых газов ведёт к глобальному изменению климата. Уровень углекислого газа, добавленного человеческой деятельностью, приводит к дополнительному нагреву, эквивалентному мощности 2,5 Вт (лампочка карманного фонаря) на каждый квадратный метр поверхности Земли.

Вопросы экономии ресурсов с каждым годом становятся все актуальнее. Их значимость связана, прежде всего, с экономическими и экологическими проблемами. Долгое время, экономические и экологические проблемы рассматривали в отдельности друг от друга. Однако, доказано, что обе проблемы должны решаться вместе.

К сожалению, мы редко задумываемся над тем, как и сколько мы тратим энергии для решения конкретных задач. Зачастую мы используем слишком много энергии там, где можно её сэкономить.

    1. Актуальность данного исследования состоит в том, что проблема рационального использования энергоресурсов во всей цепочке: от добычи, производства, преобразования, передачи до конечного использования энергоресурсов и энергоносителей является первоочередной в современном мире и требует своего решения прямо сейчас. Всеобщее и всевозрастающее внимание у нас в стране и во всем мире к проблемам экологии не случайно. Оно вызвано обостряющимися проблемами глобального масштаба, острота которых в полной мере еще не осознана человечеством.

    2. Энергосбережение - это наиболее дешевый сейчас «источник» энергии. Следовать принципу «сделать больше с меньшими затратам» будет выгодным для всех.

    3. Проблема исследования: применение энергосберегающих технологий 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.

Цель работы: Определение объемов снижения энергопотребления и выбросов вредных веществ в атмосферу в результате внедрения энергосберегающих мероприятий

Для достижения данной цели использовались следующие задачи:

  1. Изучить объемы выбросов вредных веществ в атмосферу

  2. Провести энергетический мониторинг

  3. Разработать методы экономии электроэнергии

  4. Оценить эффективность внедрения энергосберегающих мероприятий

    1. Объект исследования - энергетическое состояние квартиры и школы.

Предмет исследования – энергосберегающие мероприятия в быту и школе.

Перед началом исследования мы выдвинули гипотезу: применение энергосберегающих технологий позволит экономить запасы энергетических ресурсов страны, что приведет к уменьшению загрязнения окружающей среды, а так же позволит экономить при оплате счета за электричество в каждой семье.

В ходе исследования пользовались следующими методами:

  1. Наблюдение

  2. Сравнение

  3. Измерение

  4. Моделирование










































Глава 1. Потребление и сбережение энергии

1.1. Источники энергии

Потребление энергии неудержимо растет, запасы ископаемого топлива столь же стремительно сокращаются. Необходимо срочно изыскивать новые, по возможности дешевые, обильные (вечные), достаточно мощные и экологически чистые источники энергии.

Потребность в электроэнергии постоянно увеличивается.  Удовлетворить её можно двумя способами. С одной стороны можно увеличить число электростанций. Однако их строительство требует времени и затрат. Кроме того,  на ТЭС возрастает потребление  невозобновляемых  природных ресурсов: угля, нефти и газа. Одновременно эти станции наносят большой ущерб экологическому равновесию на Земле.

Гидроэнергетика (ГЭС)

Достоинства: не загрязняется атмосфера; создаются новые водоемы; увлажняется атмосфера, меняется микроклимат; гидроресурсы не надо добывать или как-то обрабатывать.

Недостатки: затапливаются огромные пространства, создаются водохранилища; разрушается естественная среда обитания флоры и фауны; отчуждаются плодородные пойменные земли; плотины отрицательно влияют на ценные породы промысловых рыб; по мнению некоторых ученых, последствия строительства ГЭС является «наведенная сейсмичность» в зоне расположения мощных гидроузлов и больших по объему водохранилищ.

Теплоэнергетика (ТЭС)

Более 80% всей электроэнергии в нашей стране вырабатывается ТЭС на всех видах природного топлива.

Достоинства: под станции используют небольшие площади; высокая удельная теплота сгорания топлива; простота хранения угля, пригодность к непосредственному использованию угля, нефти и газа.
Недостатки: сильно загрязняют атмосферу сернистыми и азотистыми соединениями, углекислым газом, создают парниковый эффект, кислотные дожди и т.д.; используется большое количество площадей для добычи угля, рельеф портится шахтами; с охлаждающей водой ТЭС в ближайшие водоемы сбрасывается большое количество тепла, повышающее температуру водоема; вместе с различными газами ТЭС вырабатывает в атмосферу и некоторые радиоактивные вещества.

Атомная энергетика (АЭС)

В мире существует около 420 атомных реакторов. У нас в стране 14% всей энергии вырабатывается АЭС. Первая в мире АЭС была пущена в 1954 году в СССР в Обнинске. 

Достоинства: небольшая площадь под АЭС; при отсутствии утечек – никакого загрязнения атмосферы; относительная независимость от местоположения сырья.

Недостатки: образуются радиоактивные отходы; дорогое строительство, еще дороже размонтировка.

Гелиоэнергетика

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. Всю солнечную энергию использовать нельзя – часть ее переходит в тело морей и океанов, часть обеспечивает круговорот воды в природе, часть идет на фотосинтез. Кроме того, 30% отражается поверхностью Земли и возвращается в космос.

Достоинства: СЭС не загрязняет атмосферу; солнечные киловатты бесплатны.
Недостатки: проблема связана с циклическим характером поступления; под солнечные батареи используется большая площадь Земли; КПД солнечных установок пока очень низок (около 10%); плотность солнечной     энергии низкая, требуются большие средства на ее улавливание и хранение.
Ветроэнергетика

Попытки использовать силу ветра своими корнями уходят в далекие времена. Силу ветра можно реально считать базой развития будущей энергетики.
Достоинства: используется даровая энергия; экологически чисты, не влияют на тепловой баланс атмосферы.

Недостатки: низкая интенсивность, поэтому они занимают большие площади; работа ветровых установок неблагоприятно влияют на работу телевизионной сети; источник шума; портят ландшафт; если наступает затишье, ветровая энергия становится равной нулю.

Приливные электростанции

Энергия морских приливов огромна. Однако практическое использование затруднено, поэтому моря и океаны могут удовлетворить только 1% мировой энергопотребности.
Достоинства: минимум поверхности на суше, не загрязняется атмосфера, даровой источник.

Недостатки: в море занимает очень большие пространства, опасно для судоходства.

Геотермальная энергетика

Геотермальная энергия – это теплота, которая генерируется внутри Земли в источники огромной силы (внутренняя энергия Земли).
Достоинства: практическая неиссякаемость и полная независимость от условий окружающей среды, времени года, суток.
Недостатки: необходимость обратной закачки отработанной воды – это исключает сброс этих вод в природные водоемы, расположенные на поверхности.

Передовые технологии позволяют удовлетворить потребности в электроэнергии другим способом. Приоритет должен быть отдан увеличению эффективности использования электроэнергии, а не росту мощности электростанций. 

  1. 1.2. Потребление электроэнергии в быту

В промышленно развитых странах от 35 до 50 % электроэнергии расходуется на электроприборы и установки в жилых домах и сфере услуг. По оплачиваемым счетам за электроэнергию Вы можете убедиться, что этот вид энергии относительно дорог

  1. Таблица мощности используемых электробытовых приборов

10,365

СУММА К ОПЛАТЕ

за сутки

21,24


1.3.Современные технологии энергосбережения

Мероприятия по энергосбережению могут быть разными. Один из самых действенных способов увеличения эффективности использования энергии – применение современных технологий энергосбережения.

Доля затрат на электроэнергию в России составляет 30-40% себестоимости продукции, поэтому энергосбережение предприятий – одно из приоритетных направлений их политики. Технологии энергосбережения не только дают значительное уменьшение расходов на энергетические затраты, но и имеют очевидные экологические плюсы.

Более 30% всех энергоресурсов России тратится на отопление жилых, офисных и производственных зданий. Поэтому технологии энергосбережения в зданиях разного  назначения неэффективны без снижения непродуктивных потерь тепла.

Мероприятия по энергосбережению в данном случае включают в себя повышение эффективности работы теплоэлектростанций, модернизацию с заменой устаревшего оборудования, использование долговечных теплоизоляционных материалов при прокладке теплосетей и т.д.

Энергосбережение в зданиях разного назначения также может быть достигнуто благодаря использованию теплоизоляционных решений для кровли и фасадов. Утепление фасадов помогают вдвое сократить теплопотери через внешние стены.

Важнейшим мероприятием по энергосбережению в зданиях станут также установка батарей отопления с автоматической регуляцией. Применение систем вентиляции, имеющих функцию повторного использования тепловой энергии, позволят сберечь еще больше энергии.

Все вышеперечисленные меры позволяют уменьшить расход тепла на обогрев зданий и, соответственно, увеличить энергосбережение в них не менее, чем на 40%.

В последние годы появилась новые технологии энергосбережения – пассивные дома, по сути обогреваемые за счет тепла, выделяемого людьми и электроприборами. По экономичности такие жилища в 10 раз превосходят типовые «хрущевки». При массовом строительстве пассивных домов потенциал энергосбережения составит не меньше 30-40% энергопотребления страны.

Таким образом, мероприятия по энергосбережению позволяют решить целый комплекс задач: сэкономить большое количество энергоресурсов, решить актуальные проблемы отечественного ЖКХ, увеличить эффективность предприятий и снизить нагрузку на окружающую среду. Вне всякого сомнения, повсеместное использование технологий энергосбережения – лишь вопрос времени.







































Глава 2. Применение энергосберегающих технологий

2.1. Мониторинг

При мониторинге мы будем наблюдать и сравнивать результаты энергопотребления до и после энергосберегающих мероприятий.

Для того чтобы наглядно продемонстрировать полученный эффект, переведем сэкономленную энергию в такие величины, как масса условного топлива и объём углекислого газа, также учтём стоимость за 1 кВт* ч = 2,05 руб.

Многие тепловые электрические станции работают на природном газе. Зная сэкономленную энергию и удельную теплоту сгорания природного газа, можно точно рассчитать объем сэкономленного топлива за 1 кВт * ч:

V=,

где V- объем топлива, Е – энергия, q – удельная теплота сгорания топлива (для каменного угля q=7,5 кВт * ч/ кг).

V= 1 кВт*ч = 0,133 кг.

7,5 кВт*ч/кг

Зная объем сэкономленного топлива, можно рассчитать объем углекислого газа, выделяемого при сгорании данного топлива:

V(углекислого газа) = V(топлива) × с(удельное количество углекислого газа),

где c =1,2.

V(углекислого газа) = 0,133кг · 1,2 = 0,1596 кг.

Кроме того выработка 1 кВт·ч энергии на современных установках требует 240 г условного топлива (каменного угля).

Соотношение 1 кВт·ч энергии к топливу и к углекислому газу

1 кВт*ч энергии = 240 г условного топлива = 0,1596 кг углекислого газа.


2.2.Энергетический мониторинг квартиры

1. Нами определено и зарегистрировано изменение объёма электропотребления за неделю.

2. Проведена беседа по энергосбережению в моей семье и повторно определено и зарегистрировано изменение объёма электропотребления за следующую неделю.

Список рекомендаций соблюдаемых в течении второй недели

Измерение электроэнергии и график потребления энергии в квартире

Потребление электроэнергии в квартире с 07.12.2015г по 20.12.2015г.


Проведенные нами исследования показали, что применение энергосберегающих мероприятий практически во всех случаях приводит к экономии энергии и помогает потреблять почти в 1,5 раза меньше электроэнергии (34 кВт*ч / 23 кВт*ч. = 1,47)

За рассмотренный нами период, в среднем за неделю экономия электроэнергии в квартире (доме) составляет около 11 кВт * ч. Таким образом, за неделю мы сэкономили 2,64 кг топлива.

Следовательно, за неделю мы предотвратили попадание в атмосферу 1,755 м3 углекислого газа, наиболее опасного для окружающей среды.

2.3. Энергетический мониторинг школы

Мы также проводили мониторинг освещения школы. Было подсчитано, что на освещение учебных кабинетов, коридоров, лестничных пролётов, столовой, спортивного зала используются люминесцентные лампы и лампы накаливания. При средней мощности 60 Вт лампы накаливания потребляют в среднем за сутки 64,8 кВт*ч, люминесцентные лампы при средней мощности 12 Вт – 12,96 кВт*ч.

hello_html_m4bfa636e.jpg= hello_html_m760e2b17.jpg


Наимено

вание

Количество, шт

Мощность, Вт

Время работы, ч

Электроэнергия, израсходованная за сутки, кВт*ч

Стоимость электро

энергии за сутки, руб

Стоимость электро

энергии за месяц, руб

Стоимость электро

энергии за год, руб

Лампы накаливания

270

60

4

64,8

132,84

3985,2

47822,4

Люминесцентные лампы

270

12

4

12,96

26,56

796,8

9561,6


Результаты мониторинга

В результате замены ламп накаливания на люминесцентные за рассмотренный нами период, в среднем за неделю экономия электроэнергии в школе может составить около 362,88 кВт* ч.

Следуя соотношению, за неделю мы могли сэкономить 65,4 кг топлива и предотвратить попадание в атмосферу 28,64 м3 углекислого газа, наиболее опасного для окружающей среды.


Таким образом, заменив лампы накаливания люминесцентными лампами, можно получить экономию в 267805,44 ру. за год и предотвратить попадание в атмосферу 20849,63 м3 углекислого газа.
















Заключение

В результате проделанной работы можно сделать следующие выводы:

  1. Энергетический сектор экономики на бытовом и промышленном уровне и его интенсивно растущим снижением каменного угля, нефти и газа на электростанциях, в системах отопления и на транспорте – основной источник выбросов загрязняющих газов среди которых преобладают именно парниковые, и самый опасный – углекислый газ в том числе. Во избежание дальнейшего изменения климата и загрязнения окружающей среды, вызываемых энергетическим сектором, необходимо уменьшить потребления ископаемого топлива. За год в атмосферу только одного углекислого газа выбрасывается 20849,63 м3. В результате истончается озоновый слой, появляются озоновые дыры. В эти дыры устремляются ультрафиолетовые лучи, от которых у людей возникают раковые заболевания. Кислорода на Земле становится всё меньше и меньше, а выхлопных газов всё больше и больше.

  2. Проведенные нами исследования показали, что применение энергосберегающих мероприятий практически во всех случаях приводит к экономии энергии и помогает потреблять почти в 1,5 раза меньше электроэнергии (34 кВт*ч / 23 кВт*ч. = 1,47). За период проведения энергетического мониторинга в быту за неделю потребление энергии сократилось на 11 кВт * ч. Это позволило сэкономить 2,64 кг топлива, что уменьшило выбросы в атмосферу1,755 м3 углекислого газа. Кроме того, экономия бюджета составила 22,55 рублей за неделю.

В результате замены ламп накаливания на люминесцентные за рассмотренный нами период, в среднем за неделю экономия электроэнергии в школе может составить около 362,88 кВт* ч.

  1. Энергосберегающие мероприятия действительно позволяют экономить энергию, энергетические ресурсы, являются ключом к повышению уровня жизни, сохранению окружающей среды. Эти мероприятия не требуют материальных затрат и зависят только от личной осведомленности и заинтересованности людей. Энергосбережение можно считать новым источником энергии.

  2. Успешность мероприятий по энергосбережению невозможна без массового распространения информации об экономии энергии среди широких масс населения. В настоящее время в нашей стране запускаются кампании по внедрению технологий  энергосбережения  в зданиях разного назначения: не только на предприятиях, но и, например, в  школах .

В решении таких глобальных проблем, как предотвращение всемирной экологической катастрофы, ни один человек не может сделать всё, но каждый может сделать хотя бы что-то. С детства, привыкнув к бережному отношению к электроэнергии, в будущем нынешние школьники смогут совершить прорыв в энергосбережении во всей стране.
















Литература


  1. Галузо И.В. «Учимся экономии и бережливости» /И. В. Галузо, И.Н.Потапов/ Учебно-методическое пособие. – Минск, «Аверсэв», 2008. – 85 с.

  2. Данилов Н. И. «Энергосбережение для начинающих» / Н.И. Данилов, Ю.Н. Тимофеева, Я.М. Щелоков / Учебно-методическое пособие. – Екатеринбург, 2004. – 60 с.

  3. Сергеев С. К. «Энергосбережение» / С.К. Сергеев, В.В. Измайлов / Учебное пособие. – Тверь, «Альфа-пресс», 2004. – 60с.




57 вебинаров для учителей на разные темы
ПЕРЕЙТИ к бесплатному просмотру
(заказ свидетельства о просмотре - только до 11 декабря)

Автор
Дата добавления 18.11.2016
Раздел География
Подраздел Другие методич. материалы
Просмотров15
Номер материала ДБ-366758
Получить свидетельство о публикации
Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх