Годы

Скачать:

Предварительный просмотр:

Проект предсталяет собой исследование по использованию электроэнергии в школе и нахождению путей сбережения и экономии электроэнергии.

Энергосбережение в школе и дома

МАОУ СОШ № 36 г. Калининграда

Учитель физики Сергеева Елена Евгеньевна

Отрывок из басни « Медведь - транжира».

Тянули свет в лесу в былую пору.
Ну чем лесные звери хуже всех?
Во все пещеры, дупла, гнёзда, норы
Монтёры- белки подводили свет.

Свет подвели. И лютою зимою
Сидят спокойно звери по домам
В тепле, уюте, тишине, покое,
И все исправно платят по счетам.

Один медведь в берлоге завалился,
Включив обогреватель на всю мощь,
И от проблем платёжных отключился.
А счётчик ведь мотает день и ночь.

Мораль сей басни всем понятна.
И вывод ясен хоть кому:
Коль свет не экономить
И использовать без дела-
Дороже выйдет самому!

Цель нашего урока:

Узнать, почему проблемы рационального использования и экономии энергии и энергоресурсов так актуальны в настоящий момент времени.
Рассчитать затраты электроэнергии в отдельных помещениях нашей школы за большую перемену и урок.
Предложить способы энергосбережения и экономии в школе и дома.

МЫ ИМЕЕМ ТЕПЛО И ЭЛЕКТРИЧЕСТВО В КВАРТИРЕ БЛАГОДАРЯ ПРИРОДНЫМ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМ РЕСУРСАМ ЗЕМЛИ.

УГОЛЬ, ГАЗ, НЕФТЬ, ЯДЕРНОЕ ТОПЛИВО – ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПРИРОДНЫЕ РЕСУРСЫ,ЗАТРАТИВ КОТОРЫЕ, ЧЕЛОВЕК УЖЕ НЕ В СОСТОЯНИИ ВОССТАНОВИТЬ ИХ ИЛИ РАССЧИТЫВАТЬ НА ТО, ЧТО ОНИ ВОССТАНОВЯТСЯ ЕСТЕСТВЕННЫМ ПУТЕМ.

Энергосбережение и энергосберегающие технологии

В современном мире вопросы энергосбережения и экономии электроэнергии стоят как никогда остро. Особенно это касается нашей страны, где потери электроэнергии достигают десятки процентов. "Утечки" происходят

повсеместно: в ЖКХ (на бытовом уровне), в промышленности, в топливно-энергетическом комплексе... Поэтому потенциал энергосбережения России очень высок.

А если учесть тот факт, что спрос на энергоресурсы постоянно растёт, повышаются тарифы на них, а также происходит ухудшение экологической ситуации, стремительно сокращаются запасы полезных ископаемых (нефти, угля, газа) - в этой ситуации мероприятия по энергосбережению и энергосберегающие технологии важны как никогда!

Школьные энергодетективы: «Вы не бережёте энергию? Тогда мы идём к Вам!»

Энергодетективы провели расследование какими лампами мы пользуемся в нашей школе и подсчитали их количество по кабинетам, коридорам, этажам. Давайте поможем детективам узнать, можно ли экономить электроэнергию в нашей школе?

Выполнение практического задания №1 по группам (см. приложение 1)

Рассчитайте расход электроэнергии на каждом этаже школы за большую перемену и урок.
Вычислите денежные затраты на электроэнергию в данных помещениях.
Работу представить в виде таблиц.

Выполнение практического задания №2 по группам

Группа 1: Подумайте, в каких помещениях и как можно сократить расход электроэнергии за перемену. Обсудите результаты в группе и представьте выводы на плакате.
Группа 2: Подумайте, в каких помещениях и как можно сократить расход электроэнергии за урок. Обсудите результаты в группе и представьте выводы на плакате.
Группа3: Дайте общие советы по энергосбережению в школе и дома. Представьте свои советы на рисунках, плакатах.

Как можно беречь энергию дома?

На электроэнергию в быту приходится 9-10% всей необходимой энергии. И хотя при использовании бытовой электротехники возможности энергосбережения (по сравнению с отоплением и горячей водой) ограничены, но по оплачиваемым Вами счетам Вы видите, что этот вид энергии относительно дорог. При покупке бытовой электротехники обратите внимание нa энергопотребление, сравните различные модели и производителей.

Загружайте стиральную машину полностью, Расход электроэнергии практически не зависит от того, насколько загружена машина, а расход воды изменяется незначительно.
В семье из 4-х человек средняя месячная потребность стирки - 22 кг. Стирка при полной загрузке 5 машины (по 4,5 кг), вместо стирки при неполной загрузке (по 2 кг) 11 машин приведет к экономии 15-20 кВтч энергии в месяц.
Проверьте, необходимо ли стирать при 90 о С или достаточно 70-80 о С. Экономия энергии составит при этом 0,2-0.5 кВтч на каждый процесс стирки.
Выбирайте программу при стирке не только в зависимости от материала, но и с учетом загрязнения. Это позволяет экономить до 30% электроэнергии,
Наиболее экономным методом сушки остается натянутая на улице или в помещении для сушки веревка. Электросушилка не экономична.

Глажение.

Глажение требует сравнительно мало электроэнергии (на 4 кг вещей - 0,5 кВтч). Но следует соблюдать следующие советы:
сортировать вещи в зависимости от материала,
начинать с низких температур,
для небольших вещей достаточно остаточного тепла (при выключенном утюге)

Освещение.

Использование передовой осветительной техники (энергосберегающие лампы, осветительные системы) позволяет экономить до 60% электроэнергии.
Условие экономичного использования освещения - планирование соответствия потребности в освещении и установленной осветительной техники
Многоламповая люстра на потолке обеспечивает освещение всего помещения, но ведет к нежелательному образованию тени при работе за письменным столом, швейной машиной, в уголке с игрушками. Целенаправленное освещение, несмотря на меньшую мощность ламп обеспечит лучшую освещенность без нежелательной тени.

Разумеется, каждый выбирает цвет стен жилого помещения по своему вкусу. Но, чем больше света отражают стены помещений, тем меньше световой мощности требуется для освещения:
гладкая белая стена рефлектирует 80%, направленного на нее света,
темно-зеленая отражает только 15%,
черная - 9%
Чем чаще Вы выключаете обычные лампы накаливания, тем быстрее они перегорают.
Экономично выключать обычную лампу накаливания только если Вам не требуется свет в течении 10 минут. Для изготовления новой лампы требуется больше энергии, чем вы сэкономите часто выключая ее на короткое время.

МБОУ «Краснопольская основная общеобразовательная школа»

Исследовательская работа

по физике

«Экономия электроэнергии в школе и дома».

учащиеся 8 класса

Ермачков Андрейи и Киржаев Василий

Руководитель:

учитель физики Зюзина Т.А.

Введение.

Проблема энергосбережения стала на сегодняшний день одной из самых актуальных проблем во всем мире. Многие государства начали приводить меры по экономии электроэнергии. В Российской Федерации тоже принято решение о переходе на энергосберегающие технологии.

Сегодня экономией электроэнергии занимаются государство, коммерческие организации, частные лица. Постепенно эта работа становится неотъемлемой частью жизни человека, т. к. источники энергии иссякают, а новые источники электроэнергии еще не используются в полную меру.

На наш взгляд задуматься об экономии электроэнергии необходимо на школьной скамье. Совсем недавно на уроке физики мы узнали об источниках освещения, способах получения электроэнергии. Мы решили глубже изучить эту тему и определить цель своего исследования – нахождение путей экономии электроэнергии в селе, школе, дома.

Задачами работы стали:

Изучение по различным источникам информации историю применения электроэнергии для улучшения условий жизни человека

Анализ положения дел с экономией электроэнергии в стране, селе, школе и дома.

Подготовка предложений по экономии электроэнергии через внедрение ресурсосберегающих технологий.

Пропаганда экономии электроэнергии через средства информации в нашей школе.

Мы считаем нашу работу актуальной, так как с помощью исследования мы хотим помочь жителям села, ученикам школ, своим семьям сэкономить электричество.

Методами исследования стали:

Изучение законодательной базы по данному вопросу

Изучение газетных публикаций по теме исследования

Изучение истории применения электричества во всем мире и в России

Источником информации были сайты интернета, беседа с членами наших семей.

Мы считаем тему исследования очень интересной и важной, особенно в современных условиях.

Основная часть

История источников освещения

Приступая к исследовательской работе, мы решили изучить историю источников освещения. Познакомившись с учебной литературой, сайтами в интернете мы узнали, что первая лампочка накаливания появилась в 1878 году. Ее изобрел Томас Эдисон.

Томас Эдисон жил и работал в Соединенных Штатах Америки всю свою жизнь. Он был самым продуктивным изобретателем из всех. За свою жизнь он запатентовал 1093 разнообразных изобретений, включая электрическую лампу накаливания. В 1876г. он открыл первую в мире научно-исследовательскую лабораторию и назвал ее "фабрикой изобретений". Однако некоторые изобретатели обвиняли его в том, что он присваивал их открытия. В 1877г. Эдисон создал фонограф - одно из знаменитых своих изобретений. Этот аппарат записывал и воспроизводил звук. Поначалу фонограф продавали как забавную игрушку. Но затем Эдисон и другие изобретатели так его усовершенствовали, что появилась возможность записывать даже музыку.

В 1878г. английский ученый Джозеф Сван (1828-1914) изобрел электрическую лампочку. Это была стеклянная колба, внутри которой находилась угольная нить накаливания. Чтобы нить не перегорала, Сван удалил из колбы воздух. В следующем году знаменитый американский изобретатель Томас Эдисон (1847-1931) также изобрел лампочку. После опытов с нитями из различных веществ он остановил свой выбор на обугленных волокнах бамбука. В 1880г. Эдисон начал выпуск безопасных лампочек, продавая их по 2,5 доллара. В последствии, Эдисон и Сван создали совместную компанию "Эдисон энд Сван Юнайтед Электрик Лайт компани".

2. Лампа накаливания

После изобретения лампы накаливания прошло много лет. Современная лампа – это новые технологии и изобретатели. Лампа накаливания – это источник искусственного свет, преобразовывающий электрическую энергию в световую за счет нагревания металлической спирали, так называемого тела накала. В качестве тела накала в настоящее время используется в основном спираль из вольфрама и сплавов на его основе. Конструкции ламп накаливания весьма разнообразны и зависят от назначения. Однако общими являются тело накала, колба и токовводы. В зависимости от особенностей конкретного типа лампы могут применяться держатели тела накала различной конструкции, лампы могут изготавливаться бесцокольными или с цоколями различных типов, иметь дополнительную внешнюю колбу и иные дополнительные конструктивные элементы. Срок службы лампы накаливания составляет примерно 1000 часов. При увеличение напряжения срок службы снижается. Старая добрая «лампочка-груша» с ее теплым приятным светом и сегодня для многих продолжает оставаться символом искусственного света. Такие ее качества, как простота, доступность и универсальность объясняют ее большую популярность.

Проанализировав имеющуюся информацию, мы выделили преимущества и недостатки ламп накаливания.

Преимущества лампы накаливания:

Налаженность в массовом производстве

Доступная стоимость

Небольшие размеры

Быстрый вход на рабочий режим

Отсутствие токсичных компонентов, и как следует отсутствие необходимости в инфраструктуре по сбору и утилизации

Непрерывный спектр излучения

Приятный и привычный в быту спектр

Морозостойкость.

Недостатки лампы накаливания:

Низкая световая отдача

Относительно малый срок службы

Хрупкость и чувствительность к удару

Представляют пожарную опасность.

Энергосберегающие лампы

Мы продолжили исследование и познакомились с другими источниками освещения – энергосберегающими лампами.

Для тех, кто хочет сэкономить деньги на электричестве и не хочет мириться с расточительством ламп накаливания, была придумана так называемая люминесцентная (или энергосберегающая) лампа – КЛЛ.

Как и в обычной люминесцентной лампе, в КЛЛ есть газоразрядная трубка, заполненная аргоном, и пускорегулирующее устройство (стартер). Вся эта конструкция усажена в стандартный цоколь диаметром 27 или 14 мм, что позволяет вкручивать ее в патрон любой люстры, бра или светильника.

Сама лампа, как и следует из названия, выглядит довольно компактной и аккуратной. Из-за того, что между U-образной (или спиралевидной) колбой и цоколем находится электронный стартер, высота лампы немного больше обычной. Но чаще всего она не превышает 15 – 16 см.

Если в лампе накаливания светит раскаленная вольфрамовая нить, в КЛЛ свет образуется совершенно иначе. Вначале внутри лампы появляется невидимое ультрафиолетовое излучение. Нанесенные же на внутренние стенки колбы специальные вещества – люминофоры – преобразуют ультрафиолет в видимый свет.

До недавнего времени люминесцентные лампы мало использовались в жилых комнатах, поскольку были только трубчатыми и давали холодный бестеневой свет. Сегодня же благодаря изобретению компактных ламп и новых люминофоров появился боле широкий выбор ламп.

Энергосберегающие лампы при одинаковой яркости цвета потребляют в 5-6 раз меньше электроэнергии, чем лампы накаливания. Другими словами, обычная элекролампочка в 60Вт соответствует по яркости КЛЛ мощностью 11 Вт. Экономия электричества при такой замене составит более 80%. Кроме этого, они намного более долговечны. Если ресурс ламп накаливания в среднем не превышает 800-1.000 часов, то у их энергосберегающих конкурентов он колеблется от 6.000 (у самых дешевых образцов) до 15.000 часов.

Мы нашли сравнительную таблицу КЛЛ и ламп накаливания.

КЛЛ, Вт

Лампа накаливания, Вт

100

Данные таблицы убедительно показывает преимущество энергосберегающих ламп.

Президентская комиссия по модернизации намерена обсудить в Ханты-Мансийске переход России с ламп накаливания на светодиодные лампы.

От внедрения энергосберегающих ламп комиссия отказалась по той причине, что эта технология не будет развиваться дальше. Правильнее будет перейти на более перспективные технологии, которыми и являются светодиоды.

На данный момент светодиодные лампы – самые дорогие и эффективные из существующих источников домашнего освещения. Продолжительность горения светодиодной лампы в 30 раз выше, чем у лампы накаливания, а потребление электроэнергии в 10 раз ниже. При этом стоимость "лампочки Ильича" составляет 15-20 рублей, тогда как светодиодная лампа может обойтись в 1500 рублей.

История электрификации России

Узнав историю появления источников освещения, мы решили узнать историю электрификации нашей страны.

Первые электрические лампочки появились в России в конце XIX века. К началу XX века в России уже существовало электроэнергетическое хозяйство, которое позволяло вырабатывать незначительное количество электроэнергии для крупных городов. В годы I Мировой войны (1914 – 1918) и Гражданской войны (1918 – 1920) электросистема страны была практически разрушена. В декабре 1918 – июне 1918 электростанции, существовавшие в нашей стране, были восстановлены и из частных рук были переданы государству. Одновременно началось строительство ГЭС в районах ТЭС.

Производство электроэнергии, млрд. квт·ч

Установленная мощность, ГВт

всего

в том числе на ТЭС

всего

в том числе на ТЭС

1921

0,5

1,2

1930

8,4

7,8

2,9

2,7

1940

48,6

43,2

11,2

8,6

1950

91,2

78,5

19,6

16,4

1960

292,3

241,4

66,7

51,9

1970

740,9

616,5

166,2

134,8

1977

1150,0

968,2

237,8

185,5

В 1920 по инициативе В. И. Ленина был разработан первый план Электрификация России - план , в основу которого была положена ленинская формула "Коммунизм - это есть Советская власть плюс электрификация всей страны» . В 1922 введены в строй Каширская ГРЭС и "Уткина заводь" (ныне 5-я ГРЭС Ленэнерго); в 1924 - Кизеловская ГРЭС на Урале, в 1925 - Горьковская и Шатурская ГРЭС. 8 ноября 1927 состоялась торжественная закладка Днепровской ГЭС. К 1931 основные задания плана ГОЭЛРО по наращиванию мощности районных электростанций и по производству электроэнергии были выполнены. В годы предвоенных пятилеток (1929-40) созданы крупные энергосистемы на территории Украины, Белоруссии, Северо-запада и др. В начале Великой Отечественной войны 1941-45 оборудование многих электростанций было эвакуировано в тыловые районы, где в рекордные сроки вводились в эксплуатацию новые энергетические мощности. За 1942-44 введено 3,4 ГВт, главным образом на Урале, в Сибири, Казахстане и Средней Азии. За годы войны разрушена 61 крупная электростанция общей мощностью около 5 ГВт, вывезено в 14 тыс. котлов, 1,4 тыс. турбин и свыше 11 тыс. электродвигателей.

В послевоенные годы Электрификация страны развивалась быстрыми темпами. К 1947 СССР вышел на 2-е место в мире (после США) по производству электроэнергии, а в 1975 производил электроэнергии больше, чем ФРГ, Великобритания, Италия, Швеция и Австрия вместе взятые. Увеличился среднегодовой прирост производства электроэнергии. Если в 1966-70 он составлял в среднем за год 46,9 млрд. кВт ·ч, то в 1971-77 - 58,4 млрд. кВт ·ч. Установленная мощность электростанций выросла за 1966-77 почти в 2 раза, а доля СССР в мировом производстве электроэнергии в 1977 увеличилась до 16% против 9,2% в 1950. Данные о динамике производства электроэнергии в СССР приведены в таблице, которую мы составили, используя данные интернета.

Изучив, имеющуюся информацию, мы убедились, что выработка электроэнергии способствует хозяйственной деятельности страны, улучшает бытовые условия населения. Но на сегодняшний день речь идет не только о выработке электроэнергии, но и о её экономии.

Проблемы экономии электроэнергии.

Познакомившись с публикациями в районной газете, мы узнали, что в нашем районе обсуждалась проблема экономии электроэнергии. Согласно Федеральному закону «Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности, внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» в Торбеевском районе была разработана муниципальная программа энергосбережения. Программа включает в себя план информирования населения о проводимой работе, план работы с ресурсосберегающими и снабжающими организациями. Разработчики программы считают, что для экономии электроэнергии в подъездах можно установить лампы с датчиками движения. В муниципальных учреждениях произвести замену обычных ламп на энергосберегающие.

Эта работа в районе уже проводится. Например, в подъездах некоторых домов установлены лампочка с датчиками движения. При входе в подъезд лампочки выключаются после того, как закроется входная дверь.

Организация экономии электроэнергии в школе.

В нашей школе проводятся роботы по экономии электроэнергии. Так, например мы, ученики 8 класса, занимаемся реализацией социального проекта «Бережем каждый киловатт». Мы с одноклассниками изучили вопрос экономии электроэнергии в школе и пытаются экономить ее, выключается свет в тех помещениях, где нет в нем необходимости.

Мы проводим агитационную работу среди учителей и учеников нашей школы, предлагаем выключать свет в кабинетах, когда естественная освещенность в пределах нормы. Нами разработали информационный плакат об экономии электроэнергии, который размещен во всех классах.

В беседе с директором школы Сайгашевым М.И. мы выяснили, что в 2013 году школа израсходовала 31755 кВт, а в 2014 – 29930 кВт. В результате бережного отношения к потреблению электричества школа сэкономила 1825 кВт энергии. Работа по экономии электроэнергии продолжается и в этом году.

Экономия электричества в семье

Способы сокращения расхода электроэнергии в домашних условиях:

Возьмите за правило выключать свет, когда выходите из комнаты даже на несколько минут;

При покупке электротоваров обращайте внимание на класс энергосбережения, предпочтение отдайте классу А, самым неэкономичным считается класс G .;

Телевизоры и прочие приборы, работающие в режиме ожидания, лучше выключать из розетки;

Не оставляйте в розетке и зарядное устройство, даже без телефона оно продолжает «вытягивать» энергию;

Используйте режим энергосбережения компьютера. Такая экономия сохранит до 50 % энергии, потребляемой компьютером;

Не забывайте чистить фильтры и мешки для мусора в пылесосе. Загрязненные, они уменьшают тягу воздуха и увеличивают потребление энергии;

Избегайте неполной загрузки стиральной машины и не перегружайте барабан. Правильно выбирайте программу. Перед стиркой белье можно замочить, а затем постирать без предварительной стирки, при которой тратится до 30 % энергии;

Не ставьте холодильник рядом с плитой или батареей - при температуре воздуха около 30° агрегат увеличивает количество затрачиваемой на охлаждение энергии. По этой причине не помещайте в холодильник теплые блюда;

Чистота окон тоже помогает сэкономить - грязные стекла пропускают меньше света. Пыль на плафонах отнимает еще 10 - 20% света;

Светлые материалы в отделке квартиры отражают до 70 - 80% света, а темные лишь 10 - 15%;

Если вы пользуетесь электрической плитой, готовьте на конфорке, соответствующей диаметру сковороды или кастрюли;

Готовить еду лучше под крышкой, что позволит сэкономить до 20% времени, а значит, и энергии;

Своевременно очищайте и накипь в электрическом чайнике. Из-за уменьшения теплопроводности увеличивается время нагрева воды.

Думаем, что эта информация пригодится каждой семье. На основании материалов газеты мы разработали памятку и раздали ее всем ученикам нашего класса, разместили на информационном стенде.

Работая над исследованием, мы провели расчет количества, потребляемой электроэнергии на освещение 2-х комнатной квартиры, в которой проживает 4 человека.

1) определим мощность ламп в помещениях и время их включения:

Коридор Р=100 Вт – 5ч;

Туалет Р=80 Вт – 2 ч;

Ванная Р=120 Вт – 5 ч;

Кухня Р=160 Вт – 6ч;

Комната Р=180Вт – 5 ч;

Комната Р=340 Вт – 5 ч.

2) вычислим работу, которую совершают лампы:

А=Р кВт × t ч

А= 0,1 кВт × 5 ч + 0,08 кВт × 2 ч + 0,12 кВт × 3 ч + 0,16 кВт × 6 ч + 0,18 кВт × 5 ч + 340 кВт × 5 ч = 137,4 кВт ч

3) определим стоимость потребляемой электроэнергии:

Стоимость руб. = А кВтч х тариф

Тариф = 2,04 руб./кВт ч.

Стоимость = 137,4 кВтч × 2.04 руб./кВт ч = 280,30 руб.

При применении энергосберегающих ламп расход семьи значительно снижается.

Заключение

Наше исследование завершено. Мы попытались найти пути экономии электроэнергии в школе, дома. На наш взгляд, они эффективны и могут привести к значительной экономии средств школьного и семейного бюджета.

Думаем, что каждый ученик, семья должны определить свою программу экономии, во всяком случае, серьезно задуматься об этом. Чем серьезнее подойти к этому вопросу, тем весомее будет результат. В условиях повышения государственных затрат на выработку энергии, каждый из нас должен внести свою часть в экономию государственных средств.

Наше исследование помогло нам понять значимость темы, определить жизненную позицию. Мы согласны, что сегодня необходимо беречь каждый киловатт. Это личная, семейная и государственная задача.

Наумова Кристина, Мочалова Марина, Рузанова Екатерина - 11 класс

Показания счетчика, кВт·ч

Количество рабочих дней

Среднее значение энергопотребления в день

Стоимость в день

882,1445

Отдел по вопросам образования

Ардатовского муниципального района Нижегородской области

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение “Личадеевская средняя школа”

Районный этап

Областного конкурса проектных работ

по энергосбережению «Мало ВАТТов»

Проект

«Эффективное использование

электроэнергии в школе»

Рузанова Екатерина – 17 лет,

Наумова Кристина – 17 лет.

Руководитель: Клочкова Марина Владимировна – учитель физики

С. Личадеево

2015

СТР.

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

Постановка проблемы ………………………………………………………….. 4
Цель проекта……………………………………………………………………… 4
Задачи проекта……………………………………………………………………. 4

Основное содержание проекта…………………………………………………….. 5

Определение ежедневного потребления электроэнергии……………………… 5
Способы снижения потребления электроэнергии……………………………… 7
потребления электроэнергии…………………………………………………….. 10

Заключение…………………………………………………………………………... 11
Используемая литература ………………………………………………………….. 13
Приложение ………………………………………………………………………… 14

Введение

В школе проводится много мероприятий по различным направлениям, в том числе коррупция, терроризм, знакомство с ЖКХ, день Света. В конце мероприятия «Свет и наша жизнь» учительница физики задала нам 2 вопроса: “Какое количество электроэнергии потребляет наша школа? Можно ли сэкономить на электроэнергии?”. Кому-то эти вопросы покажутся смешными или даже в какой-то степени детскими, но нас они заинтересовали всерьез. Ответ на эти вопросы можно было найти у завхоза, он ежемесячно контролирует данные электрического счетчика. Но мы же не ищем легких путей, ведь нам скоро придется вступить во взрослую жизнь, и эти знания нам будут необходимы. Мы решили сами выяснить какое количество энергии потребляет школа и какую сумму приходится платить за электроэнергию ежемесячно. А затем проанализировав ситуацию, найти способы экономии электроэнергии. В современных условиях школе необходимо уметь экономить все денежные средства, выделяемые на её содержание.

Учительница физики согласилась нам в этом помочь. И заручившись такой надежной поддержкой, мы отправились в путь. Мы составили план школы, обозначили объекты исследования. Нам было необходимо сделать следующее: подсчитать количество ламп, различной мощности и модификации, используемых для освещения в школе, а также электроприборов и компьютерной техники (с указанием мощности); с помощью анкетирования и наблюдений подсчитать среднее время в течение, которого ежедневно горит каждая лампа, и работает техника. Чтобы было интереснее мы разделились, чтобы после сравнить у кого же количество используемой энергии будет больше. Рузанова Екатерина собирала данные о компьютерной технике, Мочалова Марина считала количество энергии, потребляемой электроприборами, а Наумова Кристина выяснила сколько энергии тратится на горящие лампочки. В своей работе, мы решили не просто подсчитать затраченное школой количество электроэнергии, но и обобщить наши знания об электричестве в целом, о способах его получения, ну и конечно подумать о том, каким образом его можно сэкономить. Для этого нам пришлось рассчитать ежедневное среднее потребление электроэнергии в школе, рассчитать денежные затраты на электроэнергию и сравнить их с реальными затратами; подобрать способы снижения электропотребления в школе без привлечения дополнительных денежных средств. Работа велась в течение одного месяца. Первая неделя – сбор информации обо всех приборах, потребляющих электроэнергию: мощность, общее время работы от сети, время использования. Вторая неделя анализ полученных результатов. Третья неделя контроль за работой всех приборов, потребляющих электроэнергию. Четвертая неделя – составление отчета.

Постановка проблемы

В современных условиях одним из ключевых направлений в деятельности органов местного самоуправления является экономное и рациональное использование энергоресурсов.

В условиях экономического кризиса в школе необходимо заниматься энергосбережением, искать эффективные способы для снижения потребления электроэнергии , для этого необходимо выяснить, какие именно лампы, электроприборы или техника составляют большую долю потребления электроэнергии в школе.

Перед собой мы ставим проблему «Определить, какое количество электроэнергии потребляет наша школа? Найти способы экономии электроэнергии».

Цель:

Выяснить, путем подсчетов, количество электроэнергии, потребляемое в школе за один день. А также обобщить наши знания об электричестве в целом, а так же о приборах, работающих при помощи него. Ну и естественно мы подумали и о способах снижения расходов на электроэнергию.

Задачи:

Подсчитать количество ламп, различной мощности и модификации, используемых для освещения в школы, а также электроприборов и технических средств (с указанием мощности).
С помощью анкетирования и наблюдений подсчитать среднее время в течение, которого ежедневно горит каждая лампа, и работает техника.
Рассчитать ежедневное среднее потребление электроэнергии в школе, рассчитать денежные затраты на электроэнергию и сравнить их с реальными затратами.

Основные этапы работы над проектом.

Постановка проблемы.
Определение целей и задач.
Составление плана работы над проектом.
Распределение обязанностей для сбора информации:
Наумова Кристина – освещение;
Мочалова Марина – электроприборы;
Рузанова Екатерина – компьютерная техника.
Сбор необходимой информации: список и количество электрооборудования, мощность электроприборов.
Определение часов работы всех ламп и электроприборов.
Уточнение у завхоза количества электроэнергии, потребляемой школой в среднем за месяц.
Составление таблицы в программе Excel для ввода данных.
Выбор, введение и использование формул для подсчета количества потребляемой энергии.
Ввод данных в таблицы Excel.
Анализ полученных результатов.
Сравнение полученных данных с показаниями счетчика.
Изучение и анализ способов уменьшения потребления электроэнергии.
Выбор наиболее оптимального варианта уменьшения потребления электроэнергии.
Оценка затрат на применение выбранных способов снижения
потребления электроэнергии
Анализ работы над проектом.
Оформление проекта.

Определение ежедневного потребления электроэнергии

С 10 по 17 ноября мы посчитали общее количество всех ламп каждого вида, используемых для освещения в школе, записав их мощность, а также количество мониторов, системных блоков, принтеров, проекторов и других используемых электроприборов. Для удобства составили таблицы для учителей и уборщиц школы, по которым можно было оценить в течение какого времени ежедневно используется тот или иной прибор, лампа освещения. Учителя в течение дня записывали, сколько было проведено уроков со светом, выключали ли они свет во время перемен, открывали ли жалюзи в кабинете для поступления естественного света, в течение какого времени они использовали технические средства. Уборщицы были опрошены по тем же вопросам про коридоры, лестницы и подсобные помещения. Мы считали общее количество работы в часах для каждого вида ламп и приборов отдельно за день. В течение недели проводились наблюдения за кабинетами в школе, приходили в школу раньше, и записывали время, когда был включен свет в каждом кабинете, когда его отключали. Для определения энергопотребления необходимо мощность прибора умножить на продолжительность его работы. Отдельно для каждого вида ламп и электроприборов сосчитали общее время их работы. Всего в школе длинных люминесцентных ламп – 367 штук, ламп накаливания – 19 штуки, прожекторов – 6 штук, сложили время работы каждой лампы и получили общее время их работы. Энергопотребление численно равно работе тока: А=Pt, где A – работа, P – мощность, t время. Чтобы получить работу в КВт ч, мощность всех ламп и электроприборов мы перевели в кВт, для чего значение в Вт разделили на 1000, а время сосчитали в часах. Для определения стоимости потребленной энергии в кВт·ч умножили количество энергии на цену за 1 кВт·ч. Все произведенные расчеты вставили в таблицы.

Анализ полученных данных.

Расход электроэнергии на освещение в среднем за сутки

Освещение
Оборудование	Количество, штук	Мощность, Вт	Время работы, ч.
лампы дневного света				63390
лампы накаливания				13800
прожекторы				9000
Итого				86190

Таким же образом определили затраты электроэнергии на остальное электрооборудование.

Компьютерная техника

Оборудование	Количество, штук	Мощность, вт	Время работы, ч.	Количество эл. энергии в сутки, Вт
компьютеры
проекторы				3570
Ноутбук
Нетбук
Принтеры
Сканеры
Итого				4357

Электрооборудование

Оборудование	Количество, штук	Мощность, вт	Время работы, ч.	Количество эл. энергии в сутки, Вт
плита		3400		17000
холодильник
духовка		1000		3000
бойлер		1500		4500
машинка ш
утюг		1000		2000
чайник
холодильник
Итого				28210

Общий результат
Название оборудования	Количество киловатт	Стоимость 1 кВт	Стоимость затраченной энергии
Освещение	86,19	5,31	457,67 ₽
Компьютерная техника	4,357	5,31	23,14 ₽
Электроприборы	28,21	5,31	149,80 ₽
Итого	118,757	5,31	630,60 ₽

По нашим расчетам ежедневное потребление электроэнергии в школе составляет 118,76 кВт. Можно ли считать, что этот результат достоверным? Да, потому что он почти совпадает с реальным значением потреблением электроэнергии в день. По показаниям счетчика за ноябрь месяц в среднем за 1 сутки получилось 118,4 кВт.

Способы снижения электроэнергии

Энергопотребление осветительной установки за некоторый период определяется мощностью осветительного оборудования и его суммарной наработкой за этот период. Значит, снизить потребление электроэнергии возможно двумя основными способами: снижением номинальной (либо текущей) мощности освещения и уменьшением времени работы. Причем это не должно приводить к снижению качества освещения.

Снижение номинальной (установленной) мощности освещения в первую очередь означает переход к более эффективным источникам света, дающим нужные световые потоки при существенно меньшем энергопотреблении. Однако снижение номинальной мощности освещения все же имеет ограниченный потенциал энергосбережения. Например, лучшие из источников света, применяемых в настоящее время для внутреннего освещения, по характеристикам световой отдачи практически достигли предела в 96-104 лм/Вт при одновременном снижении относительных потерь в пускорегулирующей аппаратуре до 10% и менее. Стабильность этого значения также высока и в конце срока службы ламп составляет 80-95% от начального. Это относится и к современным типам светильников, реальные значения, КПД которых составляют 70-80%, а их снижение во времени незначительно.

На долговременную же перспективу можно изыскать, более существенные возможности. Эти возможности связаны с внедрением современных систем управления, регулирования и контроля осветительных установок. Применение регулируемых люминесцентных светильников позволяет эксплуатировать их при сниженной (по сравнению с номинальной) мощности. А это значит, что при неизменной установленной мощности освещения снижается текущая (фактически потребляемая) мощность и энергопотребление.

Использовать это преимущество без снижения качества освещения можно несколькими способами.

Во-первых, возможно несколько снизить световой поток (и, как результат, мощность) ламп в начальный период их эксплуатации, когда отдаваемый новыми лампами световой поток превосходит необходимое значение. По мере старения ламп он может быть плавно увеличен, что, помимо экономии электроэнергии, обеспечивает и повышенную стабильность освещения во времени.

Bo-вторых, нередко количество светильников по строительно-конструктивным, архитектурным или другим соображениям превышает точно необходимое по светотехническим расчетам. Единственный способ избежать перерасхода энергии в таком случае - дополнительное снижение мощности освещения. По оценкам, приведенным в статье «Мероприятия по снижению электропотребления и рациональному использованию электроэнергии» Бедретдинов Рафик http://www.technolux.info/ Светотехника на портале ЭкспертЮнион , потенциал экономии электроэнергии только в этих двух случаях может составлять от 15 до 25%.

В-третьих, если принять во внимание наличие в помещениях естественного освещения в светлое время суток, даже сниженная за счет компенсации указанных избытков освещенности мощность светильников окажется завышенной по сравнению с необходимой. Рациональным использованием дневного освещения (переходом от искусственного освещения к комбинированному) удается добиться наиболее значительной экономии энергии, так как во многие моменты времени суток светильники могут быть вообще отключены либо включены на минимальную мощность (1-10% от номинальной). Экономия электроэнергии при этом составит 25-40%.

Итак, все перечисленное сводится к тому, что снизить потребление электроэнергии можно за счет изменения мощности ламп, а как регулировать мощность?

Диммером (от англ. dim - "затемнять") называют регулятор электрической мощности нагрузки, включаемый последовательно с ней. Диммер позволяет плавно или ступенчато изменять напряжение, подаваемое на осветительный прибор, регулируя тем самым яркость его свечения, Википедия.

Диммеры для люминесцентных ламп. Для диммирования люминесцентных ламп используют специальные электронные пускорегулирующие аппараты (ЭПРА) с возможностью управления. Процесс управления люминесцентной лампой весьма непрост с технической точки зрения, и в его подробностях я еще не разобралась. Но поняла, что ЭПРА при диммировании уменьшают величину подаваемого на электроды лампы напряжения, увеличивают его частоту (ее величина может достигать 100 кГц) и силу тока. Лампа при этом плавно изменяет свою яркость, но срок ее службы не сокращается. Управляемые ЭПРА в соответствии с существующими в светотехнике стандартами делятся на два класса: аналоговые и цифровые.

В аналоговых устройствах на управляющий вход ЭПРА либо устанавливается потенциометр, с помощью которого можно изменять величину управляющего напряжения, либо подается постоянное напряжение управления (аналоговый сигнал) в интервале 1-10 В. Яркость лампы при этом изменяется от 1 до 100 %. Количество подключаемых к аналоговым ЭПРА ламп производители указывают в паспорте прибора. Цена комплекта используемых для регулирования устройств колеблется в пределах 800-1000 руб. Например, есть 700, 800, 1000 и 1500 Вт, значит, они рассчитаны на 38, 44, 55 и 83 люминесцентные лампы мощностью 18 Вт, таким образом, 1 диммера достаточно на коридор.

Экономия электроэнергии доходит до 25% в стандартом включении, т.е. тратится меньше электричества для создания определенного уровня освещенности. А по мере увеличения естественного света можно уменьшать яркость люминесцентных ламп и тем самым потреблять гораздо меньше электроэнергии.

В литературе мы обнаружили еще одно достоинство использования ЭПРА -обеспечивается стабильный световой поток при пульсациях напряжения питания, устраняя тем самым эффект "усталости глаз" при работе за компьютером. Согласно гигиеническим нормам уровень пульсаций светового потока должен быть
- в помещениях, оборудованных компьютерами не более 5% (СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03)
- в учреждениях общего образования, начального, среднего и высшего специального образования – 10% (СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03). Таким образом, использование диммеров в школе приводит к выполнению требований СанПиН.

Лампы накаливания целесообразнее всего заменить энергосберегающими лампами, три лампы по 60 - 80 Вт, можно заменить одной энергосберегающей лампой 36 Вт, уровень освещенности при этом не изменится, экономия при этом составит 80%.

Среднее время работы в день общего количества этих ламп уменьшится в три раза. Энергопотребление составит 0,036 370/3= 4,44 кВт·ч за один день , это в 5 раз меньше.

Вот представлена сравнительная таблица КЛЛ и ламп накаливания.
Данные таблицы убедительно показывает преимущество энергосберегающих ламп.

КЛЛ, Вт	Лампа накаливания, Вт

Но и у энергосберегающих ламп имеются свои недостатки.

Недостатки энергосберегающих ламп

Ртуть и фосфор хоть и в очень малых количествах, присутствуют внутри энергосберегающих ламп.
Фаза разогрева длится примерно 2 минуты,
Неприспособленна к функционированию в низком диапазоне температур (-15-20ºC),
Лампы "не любят" частого включения и выключения.
Высокая цена. Цена энергосберегающей лампочки в 10-20 раз дороже обычной лампочки накаливания.

Основная проблема: утилизация

Мы решили разобраться в том, что же из себя представляет лампа накаливания . Лампа накаливания – это источник искусственного света, преобразовывающий электрическую энергию в световую за счет нагревания металлической спирали, так называемого тела накала. В качестве тела накала в настоящее время используется в основном спираль из вольфрама и сплавов на его основе. Конструкции ламп накаливания весьма разнообразны и зависят от назначения. Однако общими являются тело накала, колба и токовводы. В зависимости от особенностей конкретного типа лампы могут применяться держатели тела накала различной конструкции, лампы могут изготавливаться бесцокольными или с цоколями различных типов, иметь дополнительную внешнюю колбу и иные дополнительные конструктивные элементы. Срок службы лампы накаливания составляет примерно 1000 часов. При увеличение напряжения срок службы снижается. Старая добрая «лампочка-груша» с ее теплым приятным светом и сегодня для многих продолжает оставаться символом искусственного света. Такие ее качества, как простота, доступность и универсальность объясняют ее большую популярность.

Для начала поговорим о плюсах ламп накаливания.

Преимущества:

малая стоимость
небольшие размеры
ненужность пускорегулирующей аппаратуры
быстрый выход на рабочий режим
невысокая чувствительность к сбоям в питании и скачкам напряжения
отсутствие токсичных компонентов и как следствие отсутствие необходимости в инфраструктуре по сбору и утилизации
возможность работы на любом роде тока
возможность изготовления ламп на самое разное напряжение (от долей вольта до сотен вольт)
отсутствие мерцания и гудения при работе на переменном токе
непрерывный спектр излучения
не боятся низкой температуры окружающей среды

Но, а сейчас разберем ее недостатки.

Недостатки:

низкая световая отдача
относительно малый срок службы
хрупкость и чувствительность к удару
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: 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.

« Мифы » о вреде…

Миф №1 . Все энергосберегающие лампы вредны, т.к. содержат пары ртути, и неэкологичны.
Информация Интернет: Например, в КЛЛ Uniel, "Фотон" и ряда других производителей не применяются вредные для человека и природы пары ртути. В колбу вместо жидкой ртути вводится металлический сплав (т.н. "амальгама" - амальгама кальция). Данная технология расширяется.
Миф №2 . Энергосберегающие лампы вредны для глаз.
Информация Интернет: сам по себе встроенный балласт обеспечивает частоту разрядов 30-50 кГц - это 30-50 тысяч раз за секунду, что уже совершенно незаметно для глаз.
Миф №3. Ультрафиолетовое излучение от КЛЛ может вызвать раздражение кожи.
Информация интернет: Воздействие на человека люминесцентного освещения гораздо меньше, чем воздействие естественного солнечного.

Из вышеперечисленного делаем вывод:

Лампы накаливания очень удобны и практичны в использовании и изготовлении, а также они фактически не наносят вреда окружающей среде Из главных недостатков можно отметить только большую затрату электроэнергии и малый (по сра внению с энергосберегающими лампами) срок работы.

Оценка затрат на приобретение выбранных способов снижения потребления энергии

Необходимо приобрести 60 энергосберегающих ламп примерной стоимостью 120 рублей, что составит 7200 рублей, и снизит ежедневные расходы по этой статье с 50 рублей до 10 рублей. Таким образом, ежедневная экономия составляет 40 рублей, значит, все эти лампы окупятся за 180 дней. Учитывая, что в учебном году 210 дней, можно утверждать, что замена ламп накаливания на энергосберегающие лампы не повлечет дополнительных расходов, зато на следующий год позволит сэкономить 210 40=8400 рублей, которые можно использовать на приобретение диммеров. Необходимо приобрести 14 диммеров по приблизительной стоимости 800 рублей, у нас уже будут 8400 рублей сэкономленных, и мы затратим еще 2900 рублей на приобретение диммеров (всего 11300 рублей). Экономия электроэнергии по статье люминесцентные лампы при этом составит 25-40%, т.е. 40-60 рублей в день, а это 8400-12600 рублей. Таким образом, без дополнительных вложений, за два года можно заменить лампы накаливания на энергосберегающие лампы, установить диммеры, и на третий год сэкономить 16800-21000 рублей на оплате электроэнергии.

Заключение

На наш взгляд задуматься об экономии электроэнергии необходимо на школьной скамье. Мы считаем тему исследования очень интересной и важной, особенно в современных условиях. Электричество необходимо нам ежеминутно, ежесекундно. Все системы работают за счет электричества. Отключение электричества на сутки – парализует работу всех систем. Проблема энергосбережения стала на сегодняшний день одной из самых актуальных проблем во всем мире. Многие государства начали приводить меры по экономии электроэнергии. В Российской Федерации тоже принято решение о переходе на энергосберегающие технологии.

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

Президентская комиссия по модернизации намерена осуществить переход России с ламп накаливания на более перспективные технологии, которыми и являются светодиодные лампы.

Мы, выполнив свой проект, определили, занимаемся ли мы и работники школы энергосбережение в нашей школе, что и как можно изменить, как уменьшить энергозатраты. Для определения способов энергосбережения источником информации в основном были сайты интернета. Анализ количества потребляемой электроэнергии выполнили самостоятельно с помощью расчетов.

Реальное потребление электроэнергии, показания электросчетчика, совпало с нашими расчетами. Подсчитан не только расход электроэнергии, но и были выявлены несколько способов снижения ее потребления, без особых влияний на бюджет школы.

Из вышеперечисленного делаем вывод, что лучше использовать энергосберегающие и светодиодные лампы, так как лампы накаливания хотя и очень удобны, и практичны в использовании и изготовлении, а также они фактически не наносят вреда окружающей среде и цена покупки радует, однако отмечается большая затрата электроэнергии и малый (по сравнению с энергосберегающими лампами) срок работы. Для экономии электроэнергии также следует следить за горящими почти весь рабочий день лампами, выключать, если достаточно естественного освещения.

Компьютерная техника также играет немаловажную роль в количество используемой энергии. Так как компьютер используется регулярно на уроках информатики, в административной работе, а также учителями при проведении уроков, причем во время перерывов компьютеры не выключаются, чтобы не тратить дополнительное время на их включение и выключение. Чтобы уменьшить расход электроэнергии, потребляемой компьютерной техникой, необходимо после завершения работы на время перерыва, перемены ставить компьютер в спящий режим, при этом количество потребляемой энергии уменьшается. Проектор выключать после его использования. Так как мощность проекторов большая, а также длительная работа проектора приводит к порче лампы, а это основная часть проектора, и для её ремонта будут необходимо дополнительные затраты. В среднем замена лампы проектора может обойтись школе в 8 – 10 тысяч рублей.

Познакомившись с учебной литературой, сайтами в интернете мы узнали, мы узнали для себя очень много новой информации, которая пригодится нам в жизни. Также в процессе работы над проектом мы повторили знания об электричестве, изучили историю источников освещения.

Электричество - совокупность явлений, обусловленных существованием, взаимодействием и движением электрических зарядов. Термин введён английским естествоиспытателем Уильямом Гилбертом в его сочинении «О магните, магнитных телах и о большом магните - Земле» (1600 год), в котором объясняется действие магнитного компаса и описываются некоторые опыты с наэлектризованными телами. Он установил, что свойством наэлектризовываться обладают и другие вещества. Начиная с XIX века электричество плотно входит в жизнь современной цивилизации. Электричество используют для освещения (электрическая лампа) и передачи информации (телеграф, телефон, радио, телевидение), а также для приведения механизмов в движение (электродвигатель), что активно используется на транспорте (трамвай, метро, троллейбус, электричка) и в бытовой технике (утюг, кухонный комбайн, стиральная машина, посудомоечная машина). В целях получения электричества созданы оснащенные электрогенераторами электростанции, а для его хранения - аккумуляторы и электрические батареи. Сегодня также электричество используют для получения материалов (электролиз), для их обработки (сварка, сверление, резка), создания музыки (электрогитара) и т.д..

Электрический ток - упорядоченное нескомпенсированное движение свободных электрически заряженных частиц, например, под воздействием электрического поля. Такими частицами могут являться: в проводниках - электроны, в электролитах - ионы (катионы и анионы), в газах - ионы и электроны, в вакууме при определенных условиях - электроны, в полупроводниках - электроны и дырки (электронно-дырочная проводимость).

Первая лампочка накаливания появилась в 1878 году. Ее изобрел Томас Эдисон.

Томас Эдисон жил и работал в Соединенных Штатах Америки всю свою жизнь. Он был самым продуктивным изобретателем из всех. За свою жизнь он запатентовал 1 093 разнообразных изобретений, включая электрическую лампу накаливания. В 1876г. он открыл первую в мире научно-исследовательскую лабораторию и назвал ее "фабрикой изобретений". Однако некоторые изобретатели обвиняли его в том, что он присваивал их открытия. В 1877г. Эдисон создал фонограф - одно из знаменитых своих изобретений. Этот аппарат записывал и воспроизводил звук. Поначалу фонограф продавали как забавную игрушку. Но затем Эдисон и другие изобретатели так его усовершенствовали, что появилась возможность записывать даже музыку.

В 1878г. английский ученый Джозеф Сван (1828-1914) изобрел электрическую лампочку. Это была стеклянная колба, внутри которой находилась угольная нить накаливания. Чтобы нить не перегорала, Сван удалил из колбы воздух. В следующем году знаменитый американский изобретатель Томас Эдисон (1847-1931) также изобрел лампочку. После опытов с нитями из различных веществ он остановил свой выбор на обугленных волокнах бамбука. В 1880г. Эдисон начал выпуск безопасных лампочек, продавая их по 2,5 доллара. Впоследствии, Эдисон и Сван создали совместную компанию "Эдисон энд Сван Юнайтед Электрик Лайт компани".

В 1880-е была «война токов между Томасом Эдисоном, придумавшим постоянный ток и Николой Тесла, открывшим переменный ток. Оба хотели, чтобы их системы широко использовались, но победил переменный ток, за простоту получения, больший КПД и меньшую опасность.

В некоторых районах Южной Америки и Африки, где не было проведено электричество, можно было внутри жилища увидеть закрытые стеклянные банки, наполненные светлячками! Такие «лампы» давали на зависть яркий свет!

В пожарной дружине калифорнийского города Ливермор висит электрическая лампочка мощностью 4 ватта, работающая практически непрерывно с 1901 года. Гасла она лишь несколько раз при отключениях электричества и два раза при переезде.

Используемая литература и Интернет-сайты.

Журнал «Физика в школе» - 2012 – 2014 г.
Хрестоматия по физике: Учеб. пособие для учащихся средн. шк./ Сост. А.С.Енохович и др.: Под ред. Б.И.Спасского – 2-е изд., перераб. – М.: Просвещение, 1987.
Блудов М.И. Беседы по физике ч.2. Учеб. пособие для учащихся/ Под ред. Л.В.Тарасова – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Просвещение, 1985.
Научные забавы. Физика: опыты, фокусы и развлечения: пер. с фр. / Том Тит; худож. А. Пойэ, Г. Нексов. – М.: АСТ: Астрель, 2008. – 222, (2) с.
http://www.technolux.info
http://edu.rin.ru/
http://ido.tsu.ru/schools/physmat/data/res/elmag/metod/

Приложение 1.

Работа над проектом «Эффективное использование электроэнергии в школе».

Приложение 2

Освещение
Классы и кабинеты	Оборудование	Количество, штук	Мощность, вт	Время работы, ч.	Количество эл.энергии в сутки, Вт
1 класс	лампы дневного света				1950
2,3 класс	лампы дневного света				1800
4 класс	лампы дневного света				2700
5 класс	лампы дневного света				2250
6 класс	лампы дневного света				2160
7 класс	лампы дневного света				3240
8 класс	лампы дневного света				5250
9 класс	лампы дневного света				2520
Кабинет физики	лампы дневного света				2520
Кабинет химии	лампы дневного света				2520
Кабинет информатики	лампы дневного света				2520
Кабинет технологии	лампы дневного света				1800
Лаборатории	лампы накаливания
Учительская	лампы дневного света				2520
Кабинет директора	лампы дневного света				2520
Библиотека	лампы дневного света				1260
Актовый зал	лампы дневного света				2250
Кабинет вожатой	лампы дневного света
Кабинет Зам. Директора	лампы дневного света
Коридоры 2 этажа	лампы дневного света				6120
Мед. Пункт	лампы дневного света
Туалеты	лампы накаливания				4200
Спорт зал	прожекторы				9000
Кабинет О.В.	лампы дневного света
Кабинет зам. директора	Лампы накаливания				4000
Раздевалки	Лампы накаливания				3000
Столовая	лампы дневного света				4200
Мастерская	лампы дневного света				2400
Кабинет завхоза	Лампы накаливания				2400
Детский сад	лампы дневного света				4320
Коридоры 1 этажа	лампы дневного света				3750
Раздевалка	лампы дневного света
Итого в сутки				181,5	86190
В среднем за месяц					холодильник
духовка		1000		3000
бойлер		1500		4500
Технология	машинка ш
	утюг		1000		2000
	чайник
	холодильник
Учительская, каб. директора, лаборантская, каб. физрука, детский сад	Количество, штук	Мощность, вт	Время работы, ч.	Количество эл.энергии в сутки, Вт.
физика	компьютеры
	проекторы
	Ноутбук
	Нетбук
Русский язык	проектор
Математика	Компьютер
Информатика	Компьютеры
	Ноутбук
	Проектор				1360
	Принтер
	Сканер
5 класс	Проектор
2,3 класс	Ноутбук
	Проектор
4 класс	Компьютер
	Проектор
1 класс	Принтер
	Компьютер
	Проектор
Мед.кабинет	Компьютер
Физ.кабинет	Компьютер
Завуч	Компьютер
	Принтер
Директор	Компьютер
	Принтер
	Сканер
Пионерская	Компьютер	1	3	6	18
	Принтер	1	25	1	25
Учительская	Компьютер	1	3	7	21
	Принтер	1	25	3	75
Итого		48			4357

Полное название темы работы	Снижение потребления электроэнергии в школе.
Название направления	Математика и экономика
Тип работы	проект
Возрастная номинация
	Петренко Дарья
Территория	Город Красноярск
Место учебы	Муниципальное образовательное учреждение средняя общеобразовательная школа № 47
Руководитель	МОУ СОШ № 47, учитель физики, контактный телефон
e-mail (обязательно) Контактный телефон	47***@*ru

Тезисы проекта

Секция «Математика и экономика»

« Снижение потребления электроэнергии в школе».

Выполнил: Петренко Дарья,

Ученица 9 класса МОУ СОШ № 47

Руководитель: ,

учитель физики МОУ СОШ № 47

Введение

В условиях экономического кризиса, школе необходимо экономить все денежные средства , выделяемые на её содержание, в том числе и расходов на оплату электроэнергии. Экономия электроэнергии не помогает снизить её потребление! Значит нужно искать эффективные способы для снижения потребления электроэнергии , для этого необходимо выяснить, какие именно лампы или электроприборы, техника составляют большую долю потребления электроэнергии в школе. Была выдвинута гипотеза о том, что большую долю потребления электроэнергии в школе составляют: плиты в столовой и люминесцентные лампы для освещения учебных кабинетов и коридоров школы, а также лампы накаливания в учебных кабинетах. Цель проектно-исследовательской работы: Эффективно снизить потребление электроэнергии в школе без привлечения дополнительных денежных средств, достижение цели возможно при решении следующих задач: подсчитать количество ламп, различной мощности и модификации, используемых для освещения в школы, а также электроприборов и технических средств (с указанием мощности); с помощью анкетирования и наблюдений подсчитать среднее время в течение, которого ежедневно горит каждая лампа, и работает техника; рассчитать ежедневное среднее потребление электроэнергии в школе, рассчитать денежные затраты на электроэнергию и сравнить их с реальными затратами; определить основные статьи расходов (большая доля электропотребления от общего по школе); подобрать способы снижения электропотребления в школе без привлечения дополнительных денежных средств. Работа велась в течение 4 месяцев. Работа имеет практическую значимость, результаты исследования могут быть использованы для снижения потребления электроэнергии для других школ, детских садов, промышленных предприятий.

Основное содержание работы

Было посчитано общее количество всех ламп каждого вида, используемых для освещения в школе, записала их мощность, а также количество мониторов, системных блоков, и другой оргтехники и других используемых электроприборов (столовая, домоводство, мастерские музыкальный кабинет, актовый зал и другое). По результатам анкетирования учителей, вахтеров , уборщиц и работников столовой было определено общее количество работы в часах для каждого вида ламп и приборов отдельно за неделю, и рассчитано среднее значение ежедневного энергопотребления каждого вида потребителя. По моим расчетам ежедневное потребление электроэнергии в нашей школе составляет 414,418 кВт*ч. Мои расчетные данные отличаются от реальных данных незначительно на 6 %, значит можно считать, что оценка ежедневного потребления электроэнергии проведена, верно. Тогда стало возможно выделить основные потребители: плиты в столовой, затем люминесцентные лампы, используемые для освещения кабинетов и коридоров школы, лампы накаливания. Гипотеза подтвердилась. Снизить электропотребление плит в столовой, без замены плит на новые, т. е. без серьезных вложений денег невозможно. Значит, чтобы снизить расходы школы на оплату электроэнергии необходимо снизить потребление электроэнергии на освещение кабинетов и коридоров школы.

Снизить потребление электроэнергии можно за счет изменения мощности ламп. Использовать это преимущество без снижения качества освещения можно несколькими способами. Во-первых, возможно несколько снизить световой поток (и, как результат, мощность) ламп в начальный период их эксплуатации, когда отдаваемый новыми лампами световой поток превосходит необходимое значение. Bo-вторых, нередко количество светильников превышает точно необходимое по светотехническим расчетам. Единственный способ избежать перерасхода энергии в таком случае - дополнительное снижение мощности освещения. потенциал экономии электроэнергии только в этих двух случаях может составлять от 15 до 25%. В-третьих, если принять во внимание наличие в помещениях естественного освещения в светлое время суток, даже сниженная за счет компенсации указанных избытков освещенности мощность светильников окажется завышенной по сравнению с необходимой. Рациональным использованием дневного освещения удается добиться наиболее значительной экономии энергии, так как во многие моменты времени суток светильники могут быть включены на минимальную мощность (1-10% от номинальной). Экономия электроэнергии при этом составит 25-40%.

Для диммирования люминесцентных ламп используют специальные электронные пускорегулирующие аппараты (ЭПРА) с возможностью управления. ЭПРА при диммировании уменьшают величину подаваемого на электроды лампы напряжения, увеличивают его частоту (ее величина может достигать 100 кГц) и силу тока. В аналоговых устройствах на управляющий вход ЭПРА либо устанавливается потенциометр, с помощью которого можно изменять величину управляющего напряжения, либо подается постоянное напряжение управления (аналоговый сигнал) в интервале 1-10 В. Яркость лампы при этом изменяется от 1 до 100 %. Количество подключаемых к аналоговым ЭПРА ламп производители указывают в паспорте прибора. Цена комплекта используемых для регулирования устройств колеблется в пределах руб. Например, есть 700, 800, 1000 и 1500 Вт, значит, они рассчитаны на 38, 44, 55 и 83 люминесцентные лампы мощностью 18 Вт, таким образом, 1 диммера достаточно на коридор в школе.

Лампы накаливания целесообразнее всего заменить энергосберегающими лампами, три лампы свечки по 60 Вт, можно заменить одной энергосберегающей лампой 36 Вт, уровень освещенности при этом не изменится, экономия при этом составит 80%. Среднее время работы в день общего количества этих ламп уменьшится в три раза, так как ламп будет не 182, а 60. Энергопотребление составит 0,036*370/3= 4,44 кВт·ч за один день, это в 5 раз меньше.

Заключение

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность: в условиях экономического кризиса, школе необходимо экономить все денежные средства, выделяемые на её содержание. В течение нескольких месяцев в школе наблюдается перерасход электроэнергии. В школе была принята программа экономии электроэнергии, вахтеры следили за светом в коридорах, на лестнице, подсобных помещениях, учителя за экономией электроэнергии у себя в кабинетах, однако существенного снижения потребления электроэнергии не произошло (всего 1,5 %). Экономия электроэнергии не помогает снизить её потребление! Значит нужно искать эффективные способы для снижения потребления электроэнергии , для этого необходимо выяснить, какие именно лампы или электроприборы, техника составляют большую долю потребления электроэнергии в школе.

Гипотеза: Большую долю потребления электроэнергии в школе составляют: плиты в столовой и люминесцентные лампы для освещения учебных кабинетов и коридоров школы, а также лампы накаливания в учебных кабинетах.

Цель: Эффективно снизить потребление электроэнергии в школе без привлечения дополнительных денежных средств.

Подсчитать количество ламп, различной мощности и модификации, используемых для освещения в школы, а также электроприборов и технических средств (с указанием мощности). С помощью анкетирования и наблюдений подсчитать среднее время в течение, которого ежедневно горит каждая лампа, и работает техника. Рассчитать ежедневное среднее потребление электроэнергии в школе, рассчитать денежные затраты на электроэнергию и сравнить их с реальными затратами. Определить основные статьи расходов (большая доля электропотребления от общего по школе). Подобрать способы снижения электропотребления в школе без привлечения дополнительных денежных средств.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЕЖЕДНЕВНОГО ПОТРЕБЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

В сентябре я посчитала общее количество всех ламп каждого вида, используемых для освещения в школе, записала их мощность, а также количество мониторов, системных блоков, и другой оргтехники и других используемых электроприборов (столовая, домоводство, мастерские музыкальный кабинет, актовый зал и другое). Составила анкеты для учителей и вахтеров, уборщиц школы, по которым можно было оценить в течении какого времени ежедневно используется тот или иное прибор, лампа освещения. Учителя для заполнения анкеты в течение недели записывали, сколько было проведено уроков со светом, выключали ли они свет во время перемен, открывали ли жалюзи в кабинете для поступления естественного света, в течение какого времени они использовали технические средства. Вахтеры и уборщицы и работники столовой были опрошены один раз по тем же вопросам только еще про коридоры, лестницы и подсобные помещения. Я сосчитала общее количество работы в часах для каждого вида ламп и приборов отдельно за неделю и разделила на шесть для нахождения среднего значения ежедневного энергопотребления каждого вида потребителя. (Воскресенье я решила не учитывать, т. к. энергопотребление в этот день недели незначительно).

В течение октября месяца я проводила наблюдения за кабинетами в школе, приходила в школу пораньше и записывала время, в которое был включен свет в каждом кабинете, каждую перемену проходила по всем кабинетам и коридорам и фиксировала наличие света, чтобы скорректировать информацию, собранную от учителей и вахтеров методом анкетирования. Оказалось, что в действительность общая продолжительность горения света оказалась даже немного меньше, чем по оценке с помощью анкетирования, т. к. некоторые кабинеты используются непостоянно (учителя уходили на курсы, уроков в кабинете не было и другое). Сильных отличий в среднем значении времени работы обнаружено не было.

Для определения энергопотребления необходимо мощность прибора умножить на продолжительность его работы. Отдельно для каждого вида ламп и бытовых приборов я сосчитала общее время их работы, например всего в школе длинных люминесцентных ламп – 62 штуки, я сложила время рабы каждой лампы и получила общее время их работы. Общее время работы для удобства округлила до целого числа, причем во всех случаях до большего, чтобы не занизить результаты. Энергопотребление численно равно физической величине работе тока. В учебнике Пурышевой, Важеевской «Физика 8 класс » я нашла формулу, по которой можно рассчитать работу: А=P *t , где A – работа, P – мощность, t время. Чтобы сразу получить работу в КВт*ч, я мощность всех ламп и электроприборов перевела в кВт, для этого нужно значение в Вт разделить на 1000, а время сосчитала в часах. Для определения стоимости нужно количество потребленной энергии в кВт·ч умножить на цену за 1 кВт·ч. Все произведенные расчеты я свела в таблицу 1.

По моим расчетам ежедневное потребление электроэнергии в нашей школе составляет 414,418 кВт*ч. Можно ли считать, что этот результат достоверным? Да, если он совпадает с реальным значением потреблением электроэнергии в день.

Таблица 1.

Наименование	Мощность, кВт	Количество	Среднее время работы в день общего количества, ч	Энергопотребление, кВт·ч за один день	Цена 1 кВт·ч	Стоимость в день
Лампы люминесцентные короткие	0,018	1056	3896	70,128	2,26	158,48928
Лампы люминесцентные длинные					2,26	20,792
Лампы люминесцентные 1 м	0,08			24,32	2,26	54,9632
лампы накаливания	0,04				2,26	14,916
настенные лампы плоские	0,02			3,12	2,26	7,0512
свечи в люстрах (лампы накаливания)	0,06			22,2	2,26	50,172
ксерокс	0,25			0,25	2,26	0,565
жарочный шкаф	0,625			4,375	2,26	9,8875
кипятильник					2,26	22,6
плиты				225,6	2,26	509,856
холодильник	0,15				2,26	16,272
универсальный привод					2,26	4,52
мясорубка					2,26	2,712
кулер	0,65			1,95	2,26	4,407
магнитофон	0,075			0,225	2,26	0,5085
сканер	0,25				2,26	1,13
посудомоечная машина					2,26	4,52
компьютер (системный блок +монитор)				15,3	2,26	34,578
принтер	0,25			0,25	2,26	0,565
чайник					2,26	4,52
утюг					2,26	3,39
					2,26	10,17
Итого				414,418		936,58468

Чтобы рассчитать реальное электропотребление в день я воспользовалась показаниями электросчетчика за четыре месяца, сложила их и разделила на количество рабочих дней за этот период. Все данные представлены в таблице 2.

Таблица 2.

Мои расчетные данные отличаются от реальных данных незначительно на 6 %, значит можно считать, что оценка ежедневного потребления электроэнергии проведена, верно. Тогда по таблице 1 видно, что основную долю потребления электроэнергии составляют плиты в столовой, затем люминесцентные лампы, используемые для освещения кабинетов и коридоров школы, лампы накаливания, работа которых в часах более чем в десять раз меньше, чем работа люминесцентных ламп, однако энергопотребление меньше лишь в три раза. Гипотеза подтвердилась. Снизить электропотребление плит в столовой, без замены плит на новые, т. е. без серьезных вложений денег невозможно.

Значит, чтобы снизить расходы школы на оплату электроэнергии необходимо снизить потребление электроэнергии на освещение кабинетов и коридоров школы. Решению этой задачи посвящена вторая глава моего исследования, в которой представлены способы снижения потребления электроэнергии на освещение, которые мне удалось найти в литературе.

СПОСОБЫ СНИЖЕНИЯ ПОТРЕБЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Использовать это преимущество без снижения качества освещения можно несколькими способами.

Bo-вторых, нередко количество светильников по строительно-конструктивным, архитектурным или другим соображениям превышает точно необходимое по светотехническим расчетам. Единственный способ избежать перерасхода энергии в таком случае - дополнительное снижение мощности освещения. По оценкам, приведенным в статье «Мероприятия по снижению электропотребления и рациональному использованию электроэнергии» Бедретдинов Рафик http://www. technolux. info/ Светотехника на портале ЭкспертЮнион , потенциал экономии электроэнергии только в этих двух случаях может составлять от 15 до 25%.

Диммеры для люминесцентных ламп. Для диммирования люминесцентных ламп используют специальные электронные пускорегулирующие аппараты (ЭПРА) с возможностью управления. Процесс управления люминесцентной лампой весьма непрост с технической точки зрения, и в его подробностях я еще не разобралась. Но поняла, что ЭПРА при диммировании уменьшают величину подаваемого на электроды лампы напряжения, увеличивают его частоту (ее величина может достигать 100 кГц) и силу тока. Лампа при этом плавно изменяет свою яркость, но срок ее службы не сокращается. Управляемые ЭПРА в соответствии с существующими в стандартами делятся на два класса: аналоговые и цифровые.

В аналоговых устройствах на управляющий вход ЭПРА либо устанавливается потенциометр, с помощью которого можно изменять величину управляющего напряжения, либо подается постоянное напряжение управления (аналоговый сигнал) в интервале 1-10 В. Яркость лампы при этом изменяется от 1 до 100 %. Количество подключаемых к аналоговым ЭПРА ламп производители указывают в паспорте прибора. Цена комплекта используемых для регулирования устройств колеблется в пределах руб. Например, есть 700, 800, 1000 и 1500 Вт, значит, они рассчитаны на 38, 44, 55 и 83 люминесцентные лампы мощностью 18 Вт, таким образом, 1 диммера достаточно на коридор.

Экономия электроэнергии доходит до 25% в стандартом включении, т. е. тратится меньше электричества для создания определенного уровня освещенности. А по мере увеличения естественного света можно уменьшать яркость люминесцентных ламп и тем самым потреблять гораздо меньше электроэнергии.

В литературе я обнаружила еще одно достоинство использования ЭПРА - обеспечивается стабильный световой поток при пульсациях напряжения питания, устраняя тем самым эффект "усталости глаз" при работе за компьютером. Согласно гигиеническим нормам уровень пульсаций светового потока должен быть
- в помещениях, оборудованных компьютерами не более 5% (СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03)
- в учреждениях общего образования, начального, среднего и высшего специального образования – 10% (СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03). Таким образом, использование диммеров в школе приводит к выполнению требований СанПиН.

Среднее время работы в день общего количества этих ламп уменьшится в три раза, так как ламп будет не 182, а 60. Энергопотребление составит 0,036*370/3= 4,44 кВт·ч за один день , это в 5 раз меньше.

ОЦЕНКА ЗАТРАТ НА ПРИМЕНЕНИЕ ВЫБРАННЫХ СПОСОБОВ СНИЖЕНИЯ ПОТРЕБЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Необходимо приобрести 60 энергосберегающих ламп примерной стоимостью 120 рублей, что составит 7200 рублей, и снизит ежедневные расходы по этой статье с 50 рублей до 10 рублей. Таким образом, ежедневная экономия составляет 40 рублей, значит, все эти лампы окупятся за 180 дней. Учитывая, что в учебном году 210 дней, можно утверждать, что замена ламп накаливания на энергосберегающие лампы не повлечет дополнительных расходов, зато на следующий год позволит сэкономить 210*40=8400 рублей, которые можно использовать на приобретение диммеров. Необходимо приобрести 14 диммеров по приблизительной стоимости 800 рублей, у нас уже будут 8400 рублей сэкономленных, и мы затратим еще 2900 рублей на приобретение диммеров (всего 11300 рублей). Экономия электроэнергии по статье люминесцентные лампы при этом составит 25-40% , т. е. 40-60 рублей в день, а это рублей. Таким образом, без дополнительных вложений, за два года можно заменить лампы накаливания на энергосберегающие лампы, установить диммеры, и на третий год сэкономить рублей на оплате электроэнергии. А это значит, что можно будет задуматься о замене электроплит в столовой, которые являются основным потребителем электроэнергии на более современные мощность которых менее 1 кВт. Ежедневное потребление электроэнергии за два года снизится примерно на 30 кВт*ч, что составляет почти 70 рублей в день.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Применение выбранных способов снижения потребления электроэнергии позволит снизить потребление электроэнергии, на 8 %, что составит около 10 % экономии денежных средств. Из выше сказанного можно сделать вывод, что цель работы достигнута. Работа имеет практическую значимость, результаты исследования могут быть использованы для снижения потребления электроэнергии для других школ, детских садов, промышленных предприятий.