Сбережение электроэнергии в школе и дома

Материал  для проведения занятия по энергосбережению Тема занятия: «ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ»

Цели и задачи:

• способствовать воспитанию навыков экологически устойчивого и безопасного стиля жизни;
• привлечение внимания к проблемам использования энергии, экономии энергии и энергоресурсов, охране окружающей среды;
• создание мотивации для сбережения ресурсов и энергии;
• вовлекать школьников в полезную деятельность по энерго- и ресурсосбережению;
• стимулировать интерес к научным исследованиям и практическому применению знаний, полученных в школе.

Обоснование

ОСНОВНЫЕ ИСТОЧНИКИ  ЭНЕРГИИ   Ископаемые: нефть, газ, уголь,   геотермальные источники   Ядерные: руды радиоактивных элементов   Возобновляемые: солнечная, гидро-, био-,   ветровая, приливная энергия
Трансформация   в полезную работу
Потери энергии		Загрязнение   и воздействие на  окружающую среду
Энергетические  услуги Нагревание, охлаждение, освещение,   Механическая работа

Почему необходимо беречь ресурсы? Анализ потребления топливно-энергетических ресурсов в городе Москве показывает, что за последние 5 лет произошло существенное изменение структуры тепловых и электрических нагрузок. Наиболее значительный прирост потребления электроэнергии произошел в бытовом секторе – около 18%, в то время как в промышленности – 11%, и нежилом фонде – 10,5%. Это привело к росту пиковых нагрузок и необходимости ограничения потребителей в электроэнергии при сильных похолоданиях. Даже в 2007 году при относительно теплой зиме не удалось избежать отключений. Разрыв между потребностью в период максимума электрических нагрузок и возможностью энергосистемы в последние годы достигал 2 тыс. МВт. Если учесть, что в России общая площадь эксплуатируемых зданий составляет около 5 млрд. м², в том числе более 2,5 млрд. м² - это жилые дома, и на их отопление расходуется 400 млн. т. у.т., или 25% годовых энергоресурсов страны, то становится ясно, какое первостепенное значение для экономики страны имеет повышение эксплуатационных характеристик зданий. Именно здесь заложены перспективы реальной экономии расходов на ресурсопотребление. Ресурсы необходимо экономить – эта тема с каждым годом становится все более актуальной. Но если любой человек при желании может легко сократить потребление воды или электричества, то возможности регулирования подачи тепла в каждую квартиру просто не существует.

Особенности географического  положения. Город Москва находится в весьма суровых климатических условиях, и тепловой дефицит здесь весьма велик. По энергоклиматическим нагрузкам из европейских городов с Москвой может сравниться только Хельсинки.

Причины энергопотерь.

Большое количество энергии требуют  для себя электрообогреватели, широко востребованные в холодное время  года.

Источники потерь.	Процентная доля, %
Стены	40
Крыши	18
Окна	18
Вентиляция	14
Подвал	10
Котельные	33

Значительное количество тепла  тратится на так называемые перетопы. По сути – это главная проблема теплосбережения. Мы топим по «полной», когда можно было бы уменьшить температуру.

Бытовой сектор.

Освещение

Людям для работы нужен свет. Изначально мы приспособлены для того, чтобы  вести активную жизнь в светлое  время дня и спать ночью. В  современном обществе деятельность продолжается 24 часа в сутки, и мы проводим много времени внутри зданий, куда не попадает дневной свет. Особенно велика необходимость в дополнительном искусственном освещении в течение  коротких зимних дней в северных районах.

За свою историю человечество использовало для освещения все, что может  гореть. После изобретения электрической  лампочки и внедрения электросетей, электрический свет оказался наилучшим  способом искусственного освещения. Освещение - это одно из тех применений энергии, где действительно стоит использовать высококачественную энергию электричества, но и здесь можно использовать дневной свет в комбинации с искусственным  освещением.

СПОСОБЫ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ Использование передовой  осветительной техники (энергосберегающие  лампы, осветительные системы) позволяет  экономить до 80%электроэнергии. Условие экономичного использования освещения - соответствие 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 местное освещение, несмотря на меньшую мощность ламп, обеспечит лучшую освещенность без  нежелательной тени.

ПРОСТЫЕ МЕРЫ: • лампочки, будет  достаточно для пяти новых лампочек.   • Иногда лучше сменить абажур, чем устанавливать дополнительное освещение.   • Дайте доступ дневному свету, раздвиньте занавески … • Выключайте свет, когда он не нужен.   • Используйте энергоэффективные флуоресцентные лампочки. Той энергии, которую вы прежде расходовали для одной
ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ, ЧТО  …  ... электрические  лампы и приборы получают большую  нагрузку в момент включения?  Для продления срока службы  приборов вам следует не выключать  их, если вы знаете, что вскоре  вам будет необходимо снова  их использовать.   … телевизоры и другие приборы, имеющие функцию «stand-by» потребляют электричество, даже если они выключены с помощью дистанционного управления? Для полного отключения по ночам используйте кнопку выключения, чтобы сберегать энергию и снизить опасность пожара.   … светлые стены отражают 70 - 80%света, в то время как темные отражают только 10 - 15%?

Эффективность внедрения энергосберегающих  ламп. Эти лампы потребляют всего  около 25вт энергии, тогда как светят как стоваттные лампы накаливания. Почему же большинство людей не покупают эти лампы???

А. Энергосберегающие лампы стоят  дороже. Их цена колеблется от 100 до 250 рублей.

Б. Люди не понимают экономии в долгосрочной перспективе.

В. Население плохо информировано  о выгодах установки этих ламп.

Г. Нет внятной политики государства  по энергосбережению.

Решим простую задачку. Покупаем энергосберегающую  лампочку за 250 руб., и обычную лампу  накаливания за 5 рублей. Срок службы энергосберегающей лампы от 6000 до 12000 часов. Обычной лампы накаливания  – чуть более тысячи. Предположим, что светят они одинаково. Тариф  за электроэнергию сейчас составляет около 120 копеек. Инфляцию заложим на уровне 10%. Какая лампа выгоднее?

Пусть в год лампа горит около 100 часов. Рассмотрим период равный пяти годам. Пусть Sл – затраты при использовании лампы накаливания, Sэ – при использовании энергосберегающей лампы. Тогда…

Sл=(5+0,1*5*1000*1,2)*1,1^5=1006,5 руб.

Sэ=250+(0,025*5*1000*1,2)* 1,1^5=491,6 руб.

Экономия составит Sл – Sэ= 515 руб. Соответственно, срок окупаемости энергосберегающей лампы - всего два года.

А какую энергию и какое кол-во топлива мы сэкономим при переходе на энергосберегающие лампы? Расчеты  достаточно просты.

Ел=100*5000=500000Дж.

Еэ=25*5000=125000Дж. Видим, что получается четырехкратная экономия в топливе. Если его теплотворная способность  q равна 406*10^5 (мазут), то получим, что масса сэкономленного топлива m равна

m=(Ел – Еэ)/q=9грамм.

Казалось бы, что число весьма незначительное. Но если умножить его  на несколько миллионов ламп, использующихся в районе…то окажется, что экономия в топливе будет весьма значительной.

Городское освещение.

Весьма перспективным выглядит проект внедрения энергосберегающих  технологий в городском освещении. Ведь сейчас в каждом Московском подъезде около половины суток горят лампы  дневного света, потребляющие значительное количество энергии. К тому же существует еще и так называемый человеческий фактор. Большое количество ламп просто пропадает по вине недобросовестных жильцов. Сейчас существуют проекты  новых ламп, с заблокированными плафонами. Они снабжены технологией, которая  автоматически выключает лампу  в то время, когда в подъезде никто  не находится, и включается, когда  кто-то заходит внутрь. Если провести замену этих ламп в рамках хотя бы одного района, то экономия окажется весьма и  весьма существенной.

Световая реклама.

В больших городах у нас ежедневно  забывают или ленятся гасить сотни  тысяч осветительных приборов. И  за день набегают уже не килограммы, а десятки тонн потраченного напрасно топлива.

Нас в районе окружает огромное количество световой рекламы. А ведь энергозатраты на ее содержание очень велики. На данный момент появилась альтернатива традиционным неоновым и люминесцентным вывескам: светодиодная реклама. Мы провели исследование экономической эффективности всех трех типов ламп и получили следующие результаты.

Тип лампы.	Мощность. Напряжение.	Срок службы, лет.	Стоимость.	Затраты на содержание в год.
Неоновые.	8,28кВт/1000В	1	112 000руб.	129 000руб.
Люминесцентные.	4,14кВт/220В	1	71 000руб.	58 000руб.
Светодиодные.	0,69кВт/12В	3	142 000руб.	10 000руб.

Отсюда мы видим, что срок окупаемости  светодиодных ламп всего около двух-трех лет, и их использование не только экономически выгодно для коммерческих структур, но и отвечает задачам  района и города по энергосбережению.

Основные принципы энергосбережения

Стремясь к улучшению жизненных  условий и снижению воздействия  на окружающую среду, необходимо найти  методы и технологии, которые позволят:

1. Эффективно использовать энергию 

2. Выбирать источники энергии  оптимального качества (не выше  необходимого).

3. Организовать общество и нашу  жизнь устойчивым образом 

ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ В ШКОЛЕ И  ДОМА

Работая над энергосбережением, мы рассматриваем различные виды применения энергии в полезных целях и  исследуем возможности получения  того же результата с меньшими расходами  энергии, с применением источников энергии минимально необходимого качества, и при оптимальном использовании  возобновляемых источников энергии. Здесь  скорее можно дать не исчерпывающий  список рекомендаций, а привести ряд  практических примеров. В каждом конкретном случае меры по энергосбережению следует  выбирать индивидуально.

И помните: сберечь одну единицу  энергии гораздо лучше, чем произвести новую. Сберегая энергию дома, вы также  уменьшаете потери энергии при ее производстве и транспортировке. Наконец, вы также снижаете воздействие на окружающую среду.

Упражнение: В нашем классе и  домах тепло уходит двумя способами: • Сквозняк или  вентиляция, в результате чего теплый воздух уходит, а поступает холодный. • Передача тепла  от теплых внутренних поверхностей помещения  к холодным наружным. Существует множество  способов предотвратить потери тепла  из дома. Многие примеры показывают, что в новых домах можно  существенно снизить потребность в отоплении. Основным правилом является применение утепления, которое затрудняет проникновение тепла через поверхности. К тому же необходимо избегать сквозняков. Свежий воздух, поступающий в вентиляцию, должен нагреваться старым воздухом, выходящим из дома. Потери тепла не должны быть гораздо выше, чем «тепловые отходы» от разнообразных процессов в доме. Источниками таких «тепловых отходов» являются люди, осветительные приборы, а также различное оборудование. Упражнение: Нарисуйте дом своей  мечты вместе со своими одноклассниками. После этого вам нужно «продать»  дома друг другу. Обратите внимание покупателей  на низкий расход энергии на эксплуатацию и содержание дома, чтобы получить хорошую цену за дом. • Покажите, что  разные материалы имеют различную  теплопроводность. Возьмите чашку с  горячим чаем. Опустите металлическую  ложку в чашку, и она нагреется. Повторите тот же опыт с деревянной ложкой, и вы увидите, что она проводит тепло очень слабо. • Воздух является плохим проводником тепла и может  использоваться в качестве изолятора  между стеклами или в стенах. В  сауне вы можете находиться при температуре воздуха 90 °C, но вода при той же самой температурой будет вас обжигать. Вы почувствуете это, плеснув воды на печь, потому что воздух станет более влажным … Теоретически, можно  создать абсолютно непроницаемое  помещение, как консервная банка. Если помещение хорошо изолировано, или  расположено в открытом космосе, энергия или температура будет  сохраняться там очень долго, но оно вряд ли будет годиться для  жилья. В помещении для жилья  есть окна и двери. Нам необходима вентиляция для доступа свежего  воздуха. Все это позволяет выходить теплому воздуху, а теплу передаваться через поверхности помещения. Необходима постоянная подача дополнительного  тепла для компенсации его  потерь.