Исследовательский проект Практические способы энергосбережения в быту

Государственное автономное профессиональное

образовательное учреждение города Москвы

«Московский образовательный комплекс имени Виктора Талалихина»

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ПРОЕКТ

Практические способы энергосбережения в быту

Авторы работы: Тюрина Наталья

Моисеева Анастасия

Группа 21ЭТ

Преподаватель – консультант: Гвоздева Е.Е.

Москва

2014 г.

В исследовательском проекте «Экономия энергетических ресурсов – дело каждого жителя планеты» рассматриваются вопросы энергопотребления на бытовые нужды в городе Москве, объекты потребления электроэнергии, мощность используемых бытовых приборов, подвергается анализу образ жизни и порядок использования электробытовых приборов.

Проблема для исследования – Резкое увеличение расхода электроэнергии в городе Москве на бытовые нужды.

Цель: Определить источники увеличения расхода электроэнергии и выработать рекомендации по рациональному использованию электроэнергии на бытовые цели.

В рамках рассматриваемой проблематики группой авторов

сформулирована гипотеза: Экономию электроэнергии в быту можно достичь за счет изменения устоявшихся привычек и расчетливой организации бытовой жизни.

План исследовательских действий:

1.Сбор данных, анализ, синтез и проверка

2.Подготовка выводов

3.Оформление сообщения

4.Стендовый доклад по теме

Введение

В современном мире электрическая энергия является одним из основных видов энергии.

В целом, начиная с XIX века, электричество плотно входит в жизнь современной цивилизации. Электричество используют не только для освещения, но и для 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 были созданы электрические генераторы и ТЭЦ.

Функциональный источник электричества появился только в XVIII веке, когда было изобретено первое устройство для его получения — вольтов столб. Он и его современный вариант, электрическая батарея, являются химическими источниками электрического тока: в основе их работы лежит взаимодействие веществ в электролите. Батарея дает возможность получить электричество в случае необходимости, является многофункциональным и широко распространенным источником питания, который хорошо подходит для применения в различных условиях и ситуациях, однако ее запас энергии конечен, и после истощения последнего батарея нуждается в замене или перезарядке. Для удовлетворения более существенных потребностей в большем ее объеме электрическая энергия должна непрерывно генерироваться и передаваться по линиям электропередач.

Обычно для ее порождения применяются электромеханические генераторы, приводимые в действие либо за счет сжигания ископаемого топлива, либо с использованием энергии от ядерных реакций, либо посредством силы воздушных или водных течений.

Современная паровая турбина, изобретенная Ч. Парсонсом в 1884 году, в настоящее время генерирует примерно 80 % всего электричества в мире, используя те или иные источники нагрева.

В основе по-прежнему лежит открытый им принцип электромагнитной индукции — возникновения электрического тока в замкнутом контуре при изменении магнитного потока, проходящего через него.

Ближе к концу XIX века был изобретен трансформатор, что позволило более эффективно передавать электроэнергию при более высоком напряжении и меньшей силе тока. В свою очередь, эффективность передачи энергии обусловливала возможность генерировать электричество на централизованных электростанциях с выгодой для последних и затем перенаправлять его на довольно протяженные дистанции к конечным потребителям.

Первые ТЭС в мире были построены в 19 веке (в1882 году) в Нью-Йорке благодаря изобретению Томаса Эдисона, а первая ТЭС России начала свою работу в 1883 году в Санкт-Петербурге.

С учетом увеличивающихся энергетических потребностей жителей именно ТЭС стали наиболее распространенным способом обеспечения светом и теплом. Так было до середины 70-х прошлого века. Например, в таких больших странах как СССР и США для получения электричества ТЭС составляли 80%, в других странах мира - около 70%.

Столь широкому распространению поспособствовала и простота работы. Топливо, сгорая в специальных камерах (паровых котлах) выделяло большое количество тепла. Это тепло в системе циркуляции труб превращало воду в котле в пар. Давление пара нарастало и вращало ротор турбины, предающий вращательную энергию на вал генератора. На выходе получали электрический ток.

Система работала в замкнутом цикле пар-вода. Пар, проходя турбину, конденсировался и вновь становился водой, которая подогревалась в системе котла и снова подавалась в виде пара на турбину.

Частным случаем, наиболее распространенным в наши дни является ТПЭС – тепловые паротурбинные электростанции, которые используют парогенераторы очень высокого давления пара. Топливом служит мазут, дизель, природный газ, торф, уголь, сланцы – все виды ископаемых топлив. КПД составляет 40%, а мощность может быть до 6 ГВт.
Интересно и то, что первоначально ТЭС изобретали для получения электричества, а теперь основной продукт ТЭС – тепло, а электроэнергия является побочным продуктом.

В настоящее время г. Москва обеспечивается электроэнергией большей частью от Обнинской АЭС

Экспериментальная часть

Экономия электроэнергии — крайне важный аспект жизни современного человеческого общества, затрагивающий и производственную сферу, и быт каждого отдельно взятого индивидуума. Ведь неразумное потребление этого достаточно дорогостоящего вида энергии может привести к весьма значительным тратам, что может существенно сказаться как на благосостоянии человека, так и на развитии всего государства.

На сегодняшний день существуют самые разнообразные пути экономии электроэнергии, которые могут оказаться либо эффективными, либо не очень. Экономить можно практически на всем и всегда, что и послужило направлением решения проблемы, обозначенной в исследовательском проекте

В качестве экспериментальной площадки использовалась стандартная двухкомнатная квартира, площадью 50, 1 кв.м, где проводились исследования использования электроэнергии в бытовых целях, а также проводились экспериментальные действия по экономии электроэнергии в быту. Время проведения эксперимента 22.09.2014 – 05.10.2014г.

Характеристика экспериментальной площадки:

Проведены ежедневные замеры расхода электричества в течение недели:

Электроэнергия в бытовых в целях в течении недели использовалась по направлениям:

Холодильник 24 часа в сутки

Телевизор 14 часов

Телефон 24 часа в сутки

Чайник 1 час 30 минут

Свет 19 часов

Электроплита 7 часов

Мульти-варка 1 час

Стиральная Машина 11 часов

Фен 1 час

Пылесос 2 часа

Компьютер 6 часов ежедневно

Выявлены позиции неэффективного использования электроэнергии:

- нахождение зарядных устройств в розетках сети без заряжающегося прибора;

- оставления осветительных приборов включенными в помещениях, где отсутствовали люди;

- неполная загрузка емкости стиральной машины при стирке;

- использование чайника с малым наполнением;

- использование заполненного пылесоса;

- использование ламп накаливания;

- оставления включенных в работу компьютеров во время просмотра телепередач, семейных ужинов и т.п.

В дальнейшем предпринято попытка свести к минимуму неэффективное использование электроприборов.

Проведены ежедневные замеры расхода электричества в течение недели, исключая неэффективное использование электроприборов, а именно: не оставлялись включенные в электросеть блоки питания и зарядные устройства, пылесос использовался после очистки, белье для стирки сортировалось, накапливалось для оптимальной загрузки, проводился контроль использования искусственного освещения, телевизоров, компьютеров:

Таким образом, экономия составила: 85,73-58,26 = 27,47 кВт.Общая экономия за год может составить до 1428, 44 кВт.

Результаты проведенного эксперимента наглядно доказывают, что экономия электроэнергии в быту осуществима без преобразований в квартире, замены бытовой техники на более экономичную, а путем незначительных изменений в образе жизни и вдумчивого отношения к поведению в быту. Кроме того, в нашем экспериментальном случае не учтены дополнительные резервы, а именно замена 10 ламп накаливания на энергосберегающие.

Про энергосберегающие лампы бытуют разные мнения. Основные преимущества энергосберегающей лампы — это повышенный срок службы и пониженное потребление электроэнергии, уменьшается и нагрузка на сеть, а это уменьшает риск перебоев, коротких замыканий. Такие лампы потребляют в 5 раз меньше электричества по сравнению с лампами накаливания в 80 Вт. От энергосберегающей лампы мощностью в 12 Вт получается такой же уровень освещения.

Особенности энергосберегающих ламп:

- высокая стоимость: цена одной энергосберегающей лампы колеблется от 50-80 рублей за экземпляры китайского и российского производства, и до 150-200 рублей за качественные импортные изделия.

- в трубке содержатся пары ртути, поэтому разбивать такую лампу категорически не рекомендуется, а утилизовать их следует в специальных пунктах;

- цокольная часть люминесцентной лампы слегка больше, чем у традиционной, поэтому она может некрасиво смотреться;

- не всем нравится сам цвет света, излучаемый энергосберегающей лампой.

Замена 10 ламп накаливания на энергосберегающие способна дать экономию электроэнергии в размере:

19 ч × 52 недели×12 Вт = 11856 кВт – затраты электроэнергии на освещение энергосберегающими лампами.

19ч × 52 недели×80 Вт = 79040 кВт – затраты электроэнергии на освещение лампами накаливания.

Таким образом, экономия электроэнергии при использовании энергосберегающих ламп за год может составить:

79040 – 11856 = 67184 кВт.

Рекомендации по рациональному использованию электробытовых приборов.

Изучение специальной литературы, анализ хода экспериментальной части проекта позволяют сказать о следующем:

-если у вас в доме (квартире) электрическая плита, то научитесь оптимально использовать ее ресурсы: использовать посуду с плоским дном, такого же диаметра, как и конфорки (но не больше), кипятите воду в электрочайнике, а потом переливайте в кастрюлю, так как чайник греет быстрее, а электроэнергии тратит меньше, вся посуда должна быть с крышками, т.к. если приготавливать еду в открытой посуде тратится больше энергии, чем в закрытой, в начале цикла приготовления плиту рекомендуется включать на максимальную мощность, затем уменьшить ее в соответствии с режимом приготовления. А вот за несколько минут до готовности пищи плиту можно спокойно выключить, чтобы блюдо «дошло» на остаточном тепле.

- в первую очередь обратите внимание, где и как стоит Ваш холодильник. Он должен быть установлен в прохладном, хорошо проветриваемом помещении, чтобы на него не падали прямые лучи солнечного света. Холодильник не стоит размещать рядом с источниками тепла, например, с плитой или батареей, так как это также ведет к увеличению расхода электроэнергии. Очень важно помнить, что холодильник нужно как можно реже открывать, чтобы не было утечек холода. При размещении и извлечении продуктов питания открывайте двери на как можно более короткое время. Перед тем, как положить теплые продукты в холодильник, им следует дать остыть до комнатной температуры. Наилучшим вариантом является приобретение бытовой техники классов А – А+++ и В, С, так как такая техника менее энергоемкая и в большинстве случаев имеет экономичный режим работы.

- главное условие рациональной эксплуатации стиральных машин – не превышать нормы максимальной загрузки белья. Обратите внимание на показания датчика, они не должны превышать 100%. Старайтесь каждый раз сортировать белье перед стиркой, и в случае слабой или средней степени загрязнения откажитесь от предварительной стирки. Дозируйте моющее средство в соответствии со степенью загрязнения белья, количеством белья и жесткостью воды, а также соблюдайте указания изготовителя, которые имеются на упаковках с моющим средством. В том случае, если по окончании стирки белье будет сушиться в сушильной машине, количество оборотов при отжиме следует выбирать согласно указаниям изготовителя сушильной машины.

- телевизоры потребляют за год в среднем 200-250 кВт·ч электроэнергии, из них 80% уходит на то, чтобы телевизор можно было смотреть, а остальная энергия обеспечивает дистанционное управление. Более того, выключая телевизор с помощью пульта, на самом деле мы, как правило, переводим его в режим «Stand by». Значительную долю электроэнергии телевизор потребляет в состоянии «готовности», поэтому чтобы достичь существенной экономии электричества, лучше полностью выключать его питание. То же самое можно сказать и про видеоаппаратуру, ноутбуки, стационарные компьютеры, аудиосистемы. Видеомагнитофон расходует на удивление мало энергии, пока кассету смотрят, а вот на то, чтобы поддерживать его в состоянии «готовности», уходит более 90% электроэнергии.

- всем нам известен бытовой прибор – фен. Для того чтобы понять, как его экономично использовать, давайте исследуем его работу, как прибора. И так, включим его в штепсельную розетку, задав режим теплого воздуха. Дальше, за счет того, что включен данный режим, греется спираль накаливания, которая и дает теплый воздух. Фен имеет мощность от 1.5 кВт до 3 к Вт. Если фен проработает 1 час в таком режиме, у нас будет потеря от 1.5 кВт до 3 к Вт. Энергия будет затрачена на работу мотора фена и на нагрев спирали. Чтобы уменьшить потребляемую электроэнергию, нужно уменьшить длину нихромовой спирали, которая и служит нагревателем в фене или заменить мотор на менее мощный. Но при этом фен будет выдавать меньше тепла и быстрее выйдет из строя. Следовательно, для экономичного использования данного прибора не нужно использовать режим теплого воздуха, на чем настаивают так же врачи - трихологи. Пересушивание кожи головы приводит к потере волос.

Устройство фена для сушки волос.

1 - пропеллер; 2 - электродвигатель; 3 - нагреватель; 4 - термозащита; 5 - переключатель режимов; 6 - кабель питания.

- своевременная замена и чистка пылесборника и фильтров пылесоса экономит до 10-30% электроэнергии;

- своевременное удаление накипи в электрочайнике и наполнение его с учетом реальной потребности в кипяченой воде сэкономит от 10 до 30% энергии;

- включение кондиционера только при закрытых дверях и окнах экономит от 10 до 30% потребляемого электричества;

- существенную экономию дает улучшение естественного освещения:

1) светлая отделка стен и потолков экономит 1-3% энергии;

2) при открытых шторах или незагороженных другими предметами окнах можно сэкономить 1-3% энергии;

3) чистые окна экономят 1-3% энергии;

- повышайте эффективность использования искусственного освещения:

1) содержите в чистоте светильники и плафоны, что экономит 5-20% электроэнергии;

2) применяйте местное освещение (настольные лампы, торшеры, бра и т.п.) при отключенном или сниженном уровне общего освещения эти приборы позволяют экономить 30-50% энергии.

Заключение.

Проведенное исследование по теме: «Экономия энергетических ресурсов – дело каждого жителя планеты» включило в себя:

-введениес кратким изложением сведений об истории развития и становление энергообеспечения;

-экспериментальную часть;

-рекомендациипо рациональному использованию электробытовых приборов.

В результате проведенного исследования сформулированная гипотеза о том, что экономия электроэнергии в быту можно достичь за счет изменения устоявшихся привычек и расчетливой организации бытовой жизни подтвердилась.

В ходе работы были намечены и сформулированы основные рекомендации, следуя которым можно существенно снизить потребление электроэнергии на бытовые нужды.

В данной работе достаточно наглядно применен один из основных принципов рационального природопользования – «Думай глобально, действуй локально».

Основным источниками получения электроэнергии в мире на сегодняшний день остаются горючие полезные ископаемые – нефть, газ, уголь и т.п.

По оценкам некоторых специалистов разведанных запасов нефти в России хватит на 35 – 50 лет.

В последнее десятилетие прирост разведанных запасов полезных ископаемых не покрывает их добычи. Ожидается, что в этих условиях будет исчерпана сырьевая база добывающих предприятий, и, по заключение ряда специалистов, Россия из экспортера минерального сырья может превратиться в его импортера. Аналогичное положение складывается и в ряде других стран.

Первоочередными задачами в связи с этим ставятся: охрана, экономное и рациональное использование природных ресурсов, комплексное использование природных ресурсов, широкое вовлечение в ресурсный цикл возобновляемых источников энергии (энергии воды, ветра, солнца).

Как показало проведенное нами исследование, каждый житель нашего города способен сделать свой ощутимый вклад в решение этих глобальных задач, стоящих перед современным человечеством.

Список использованных информационных источников.

Основы экологии и рационального природопользования: Учеб. пособие / Т.Ф. Гурова, Л.В. Назаренко. – 2-е изд., испр. – М.: Издательство Оникс, 2009.

Экология: Учебное пособие для учащихся 10-11 классов общеобразовательных учреждений разных видов. Спб.: СМИО Пресс, 2001.

Исследовательский подход в обучении: практика применения.

/ Гвоздева Е.Е. /Образовательный потенциал: материалы II Международной ярмарки образовательных технологий. 29 января 2013г./ гл. ред. М.П. Нечаев. – Часть I. – Чебоксары: Экспертно-методический центр, 2013.

Практико-ориентированные подходы к обучению. Технология исследовательского обучения в учреждениях профессионального образования. /Гвоздева Е.Е./ Молодой ученый №6.3 (65.3) 2014.

www.Wikipedia.org

www.depteh.mos.ru

www.ukrelektrik.com

www.mosenergo-museum.ru

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/104742-issledovatelskij-proekt-prakticheskie-sposoby